CN106498456A - 一种碳纤维表面镀铜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳纤维表面镀铜工艺，包括以下步骤：S1：去胶；S2：粗化；S3：中和；S4：敏化；S5：活化；S6：还原；S7：将步骤S6处理后的碳纤维放置到电镀液中进行电镀。本发明工艺消除碳纤维表面磁性，有效解决了对碳纤维镀铜时常发生的碳纤维素“黑心”问题，电镀铜后碳纤维和镀层结合紧密，电镀铜碳纤维镀覆均匀，碳纤维直径增加，电阻减小，电阻率明显下降，导电性比未镀铜碳纤维有了显著提。

Description

一种碳纤维表面镀铜工艺
技术领域
本发明属于材料表面处理技术领域，具体涉及一种在碳纤维表面直接镀铜工艺。
技术背景
现有的碳纤维镀铜一般都是通过化学法，以机械嵌合的方式将铜离子和碳纤维结合在一起的。镀铜时，析出的铜原子极易在碳纤维表面富集，而且首先是在碳纤维表面的沟槽内沉积，因此碳纤维表面的粗糙度在很大程度上影响了镀层与碳纤维的紧密结合程度。但使用化学法镀铜会存在碳纤维素“黑心”问题。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型碳纤维表面镀铜工艺，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种碳纤维表面镀铜工艺。
本发明的技术方案如下：
一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：去胶，将待处理碳纤维放置到甘油溶液中，浸泡一定时间，以去除待处理碳纤维外层上的保护胶；
S2：粗化，将步骤S1处理后的碳纤维在粗化液中浸泡15-20分钟，使碳纤维表面刻蚀呈现沟槽状，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性；
S3：中和，将步骤S2处理后的碳纤维放置到碱溶液中进行中和，去除残留碳纤维表面的酸性物质，然后将碳纤维清洗至中性；
S4：敏化，将步骤S3处理后的碳纤维放置到敏化液中，在室温下浸泡5-10分钟，使碳纤维表面吸附一层还原性物质；
S5：活化，将步骤S4处理后的碳纤维放置到活化液中，在50℃下浸泡15分钟，使碳纤维表面形成一层具有催化活性的贵金属层；
S6：还原，将步骤S5处理后的碳纤维放置到还原液中，在室温下浸泡1小时以上；
S7：将步骤S6处理后的碳纤维放置到电镀液中进行电镀。
进一步的，所述步骤S1中，所述甘油溶液为甘油与水质量比1:1的甘油溶液，所述一定时间为大于3小时。
进一步的，所述步骤S2中，所述粗化液为过硫酸铵溶液和硫酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述过硫酸铵为20％质量分数的溶液，所述硫酸的质量分数35％的硫酸溶液。
进一步的，所述步骤S3中，所述碱溶液为10％质量分数的氢氧化钠溶液。
进一步的，所述步骤S4中，所述敏化液为二氯化锡溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化锡溶液为1.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为5％质量分数的溶液。
进一步的，所述步骤S5中，所述活化液为二氯化钯溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化钯溶液为0.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为1％质量分数的溶液。
进一步的，所述步骤S6中，所述还原液为2％质量分数的次亚磷酸钠溶液。
进一步的，所述步骤S7中，所述电镀液为含有焦磷酸铜85g/L、焦磷酸钾310g/L、柠檬酸铵20g/L的溶液。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明通过碳纤维表面预处理，直接在碳纤维表面电镀铜，无需传统的化学镀铜工艺；
(2)本发明工艺消除碳纤维表面磁性，有效解决了对碳纤维镀铜时常发生的碳纤维素“黑心”问题，电镀铜后碳纤维和镀层结合紧密，电镀铜碳纤维镀覆均匀，碳纤维直径增加，电阻减小，电阻率明显下降，导电性比未镀铜碳纤维有了显著提高。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：
本发明一较佳实施例所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，包括以下步骤：
S1：去胶，将待处理碳纤维放置到甘油溶液中，浸泡一定时间，以去除待处理碳纤维外层上的保护胶，所述甘油溶液为甘油与水质量比1:1的甘油溶液，所述一定时间为大于3小时；
S2：粗化，将步骤S1处理后的碳纤维在粗化液中浸泡15-20分钟，使碳纤维表面刻蚀呈现沟槽状，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性，所述粗化液为过硫酸铵溶液和硫酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述过硫酸铵为20％质量分数的溶液，所述硫酸的质量分数35％的硫酸溶液；
S3：中和，将步骤S2处理后的碳纤维放置到碱溶液中进行中和，去除残留碳纤维表面的酸性物质，然后将碳纤维清洗至中性，所述碱溶液为10％质量分数的氢氧化钠溶液；
S4：敏化，将步骤S3处理后的碳纤维放置到敏化液中，在室温下浸泡5-10分钟，使碳纤维表面吸附一层还原性物质，所述步骤S4中，所述敏化液为二氯化锡溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化锡溶液为1.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为5％质量分数的溶液；
S5：活化，将步骤S4处理后的碳纤维放置到活化液中，在50℃下浸泡15分钟，使碳纤维表面形成一层具有催化活性的贵金属层，所述活化液为二氯化钯溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化钯溶液为0.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为1％质量分数的溶液；
S6：还原，将步骤S5处理后的碳纤维放置到还原液中，在室温下浸泡1小时以上，所述还原液为2％质量分数的次亚磷酸钠溶液，所述电镀液为含有焦磷酸铜85g/L、焦磷酸钾310g/L、柠檬酸铵20g/L的溶液。
本发明至少具有以下优点：
(1)本发明通过碳纤维表面预处理，直接在碳纤维表面电镀铜，无需传统的化学镀铜工艺；
(2)本发明工艺消除碳纤维表面磁性，有效解决了对碳纤维镀铜时常发生的碳纤维素“黑心”问题，电镀铜后碳纤维和镀层结合紧密，电镀铜碳纤维镀覆均匀，碳纤维直径增加，电阻减小，电阻率明显下降，导电性比未镀铜碳纤维有了显著提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：去胶，将待处理碳纤维放置到甘油溶液中，浸泡一定时间，以去除待处理碳纤维外层上的保护胶；
S2：粗化，将步骤S1处理后的碳纤维在粗化液中浸泡15-20分钟，使碳纤维表面刻蚀呈现沟槽状，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性；
S3：中和，将步骤S2处理后的碳纤维放置到碱溶液中进行中和，去除残留碳纤维表面的酸性物质，然后将碳纤维清洗至中性；
S4：敏化，将步骤S3处理后的碳纤维放置到敏化液中，在室温下浸泡5-10分钟，使碳纤维表面吸附一层还原性物质；
S5：活化，将步骤S4处理后的碳纤维放置到活化液中，在50℃下浸泡15分钟，使碳纤维表面形成一层具有催化活性的贵金属层；
S6：还原，将步骤S5处理后的碳纤维放置到还原液中，在室温下浸泡1小时以上；
S7：将步骤S6处理后的碳纤维放置到电镀液中进行电镀。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述甘油溶液为甘油与水质量比1:1的甘油溶液，所述一定时间为大于3小时。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S2中，所述粗化液为过硫酸铵溶液和硫酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述过硫酸铵为20％质量分数的溶液，所述硫酸的质量分数35％的硫酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述碱溶液为10％质量分数的氢氧化钠溶液。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S4中，所述敏化液为二氯化锡溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化锡溶液为1.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为5％质量分数的溶液。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S5中，所述活化液为二氯化钯溶液和盐酸溶液以1:1质量比混合而成的溶液，其中所述二氯化钯溶液为0.5％质量分数的溶液，所述盐酸溶液为1％质量分数的溶液。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S6中，所述还原液为2％质量分数的次亚磷酸钠溶液。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀铜工艺，其特征在于：所述步骤S7中，所述电镀液为含有焦磷酸铜85g/L、焦磷酸钾310g/L、柠檬酸铵20g/L的溶液。
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