碳纖維表面合金化及其鍍層界面特征研究.pdf

1、碳纖維由于具有高的比強度、比模量、耐高溫、耐疲勞、低膨脹和自潤滑等優(yōu)異的綜合性能，使其成為一種非常理想的制備銅基復(fù)合材料的增強體材料。但是，碳纖維與金屬銅之間的潤濕性較差，為此往往需要對碳纖維進(jìn)行表面處理。
　　采用化學(xué)鍍工藝分別在碳纖維表面施加Ni層、Cu層以及Cu/Ni雙層鍍層。研究了鍍液pH值、施鍍溫度和施鍍時間對鍍層沉積速率及表面形貌的影響，確定了化學(xué)鍍Ni、Cu最佳工藝參數(shù)以及化學(xué)鍍Cu/Ni雙鍍層方法。碳纖維表面化學(xué)鍍

2、Ni的最佳工藝是：鍍液pH值8.0，施鍍溫度70℃，施鍍時間3min；碳纖維表面化學(xué)鍍Cu的最佳工藝是：鍍液NaOH濃度14g/L，施鍍溫度55℃，施鍍時間2min；碳纖維化學(xué)鍍Cu/Ni雙鍍層，鍍完Cu之后鍍Ni時需要進(jìn)行誘導(dǎo)反應(yīng)。
　　對不同鍍層的碳纖維進(jìn)行750℃真空熱處理。利用SEM、EDS和XRD對熱處理前后鍍層形貌、成分、物相以及碳纖維微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：熱處理前后，鍍Cu碳纖維界面結(jié)合方式始終為機械結(jié)合，鍍N

3、i碳纖維和Cu/Ni雙鍍層碳纖維界面由機械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)散結(jié)合；熱處理對鍍Cu碳纖維結(jié)構(gòu)無影響，而鍍Ni和Cu/Ni雙鍍層碳纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生了石墨化轉(zhuǎn)變，Ni是造成碳纖維石墨化的主要因素，Cu的存在可以有效的降低Ni對碳纖維結(jié)構(gòu)的改變，所以Cu/Ni雙鍍層碳纖維石墨化程度要低于鍍Ni碳纖維，同時還保證了界面為擴(kuò)散結(jié)合。
　　使用真空熱壓燒結(jié)制備碳纖維體積含量為5％、15%、25%的CF/Cu復(fù)合材料。對短碳纖維增強銅基復(fù)合材料的密度、顯