连续碳化硅纤维表面电镀镍的研究
发布时间：2021-07-23 09:21
先驱体转化法制备的连续SiC纤维具有轻质、高比强、高比模、耐高温、抗氧化、直径细等优异性能,在航空航天领域具有不可替代的作用。该纤维目前主要用于增强陶瓷基复合材料。国外已用其增强铝合金等金属,极大提升了金属的比强度和耐用性。但由于航空战略材料的敏感性,具体制备工艺未见报道。SiC纤维表面与液态金属的润湿性较差,通过在纤维表面制备金属涂层,一方面可增强高温下液态金属基体对于纤维的浸润;另一方面,也可能抑制纤维与基体在高温下的界面反应。本文首次用电镀技术在先驱体转化连续SiC纤维表面制备了致密、均匀、厚度可控的金属镍涂层。研究了直流电镀参数（施镀时间、阴极电流密度、镀液pH值、镀液温度）及脉冲电镀参数（脉冲电流密度、脉冲频率、占空比）对SiC纤维表面电镀镍的影响规律;通过自行发展的原理型连续纤维电镀装置,实现了在SiC纤维表面连续镀镍;并评价了镀镍连续SiC纤维在不同条件热处理后的结构稳定性。主要研究结论如下:（1）采用直流电镀技术,通过调整施镀时间、镀液pH值、镀液温度、阴极电流密度等工艺参数,可以在连续SiC纤维表面实现镀镍。镍层的厚度随着电镀时间延长而显著增加,纤维表面也逐渐变得粗糙...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
先驱体转化法制备sic纤维技术路线
其与液态金属润湿性差，且高温下易与金属发生剧烈的化学反应生成脆间相，损害复合材料的力学性能。??李坤等人［６９］利用溶胶凝胶法法在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹的Ｓｉ〇层，并用表面涂覆Ｓｉ０２的碳纤维制备了镁基复合材料。研究表明，涂覆Ｓｉ〇碳纤维抗氧化能力提高，拉伸性能略有降低。Ｓｉ〇２涂层改善了液态镁液对碳的润湿能力，有效地促进了熔融镁液对碳纤维的浸渗。??Ｔａｎｇ等人―］采用溶胶凝胶法在碳纤维表面制备了厚度为２００－２５０ｎｍ的Ａ１２０层。结果表明：表面未处理的碳纤维增强的铝基复合材料中碳纤维与Ａ１发界面反应生成了?Ａ１４Ｃ３脆性相，损坏纤维，降低其力学性能。而涂覆有Ａ１２０层的碳纤维增强的铝基复合材料却有干净的界面，没有任何界面反应，Ａ１２０层牢固结合在碳纤维表面。故ａｉ２ｏ３涂层有效防止了碳纤维与铝基体发生反应，高了界面性能。??
图２－１电镀原理示意图??２．２．３连续ＳｉＣ纤维的电镀工艺??（１）在普通直流电镀中，采用控制变量法，研究电镀时间、电流密度、ｐＨ值、??温度对镀层形貌及厚度的影响规律；??（２）在脉冲电镀中，采用控制变量法，研宄脉冲电流密度、脉冲频率、占空比??对镀层形貌及厚度的影响规律；??（３）以静态短纤维电镀工艺为指导，采用脉冲电镀技术对ＳｉＣ纤维进行连续电??镀，制备表面镀镍的ＳｉＣ长纤维。??２．２．４镀镍ＳｉＣ纤维的热处理??对表面镀镍的ＳｉＣ长纤维进行热处理。具体过程如下：??１．一５ｃｍＳｉＣ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅纤维国内外研究进展[J]. 江洪,陈亚杨. 新材料产业. 2017(12)
[2]碳纤维表面镀镍工艺研究[J]. 杨斌,刘敬萱,齐亮,肖翔鹏,汪航. 有色金属科学与工程. 2016(05)
[3]溶胶-凝胶法Al2O3涂覆钨纤维的制备及组织特性[J]. 马运柱,叶晓珊,刘文胜,黄倩芳. 稀有金属材料与工程. 2014(10)
[4]航空航天复合材料发展现状及前景[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2013(04)
[5]先进复合材料在航空航天领域的应用[J]. 朱晋生,王卓,欧峰. 新技术新工艺. 2012(10)
[6]金属基复合材料界面反应控制研究进展[J]. 武高辉,姜龙涛,陈国钦,张强. 中国材料进展. 2012(07)
[7]碳纤维表面电镀镍研究[J]. 吕晓轩,吕春祥,杨禹,安锋,纪英露,贺福. 化工新型材料. 2011(08)
[8]碳纤维表面化学镀镍工艺研究[J]. 任春兰,张云鹏. 电镀与涂饰. 2010(02)
[9]SiC纤维表面电镀铜的研究[J]. 罗贤,杨延清,李建康,刘翠霞,张荣军. 金属热处理. 2009(02)
[10]碳纤维表面SiO2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用[J]. 李坤,裴志亮,宫骏,石南林,孙超. 金属学报. 2007(12)
硕士论文
[1]真空热压法制备连续单向碳纤维增强铝基层板复合材料组织及性能研究[D]. 肖晨琛.南昌航空大学 2017
[2]细直径碳化硅基陶瓷纤维的制备与性能[D]. 王波伟.厦门大学 2017
[3]溶胶—凝胶法涂层改性钨纤维的工艺原理研究[D]. 黄倩芳.中南大学 2012
[4]Tif/Al复合材料微观组织和力学性能研究[D]. 王萌.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3299024
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
先驱体转化法制备sic纤维技术路线
其与液态金属润湿性差，且高温下易与金属发生剧烈的化学反应生成脆间相，损害复合材料的力学性能。??李坤等人［６９］利用溶胶凝胶法法在碳纤维表面制备出均匀的、无裂纹的Ｓｉ〇层，并用表面涂覆Ｓｉ０２的碳纤维制备了镁基复合材料。研究表明，涂覆Ｓｉ〇碳纤维抗氧化能力提高，拉伸性能略有降低。Ｓｉ〇２涂层改善了液态镁液对碳的润湿能力，有效地促进了熔融镁液对碳纤维的浸渗。??Ｔａｎｇ等人―］采用溶胶凝胶法在碳纤维表面制备了厚度为２００－２５０ｎｍ的Ａ１２０层。结果表明：表面未处理的碳纤维增强的铝基复合材料中碳纤维与Ａ１发界面反应生成了?Ａ１４Ｃ３脆性相，损坏纤维，降低其力学性能。而涂覆有Ａ１２０层的碳纤维增强的铝基复合材料却有干净的界面，没有任何界面反应，Ａ１２０层牢固结合在碳纤维表面。故ａｉ２ｏ３涂层有效防止了碳纤维与铝基体发生反应，高了界面性能。??
图２－１电镀原理示意图??２．２．３连续ＳｉＣ纤维的电镀工艺??（１）在普通直流电镀中，采用控制变量法，研究电镀时间、电流密度、ｐＨ值、??温度对镀层形貌及厚度的影响规律；??（２）在脉冲电镀中，采用控制变量法，研宄脉冲电流密度、脉冲频率、占空比??对镀层形貌及厚度的影响规律；??（３）以静态短纤维电镀工艺为指导，采用脉冲电镀技术对ＳｉＣ纤维进行连续电??镀，制备表面镀镍的ＳｉＣ长纤维。??２．２．４镀镍ＳｉＣ纤维的热处理??对表面镀镍的ＳｉＣ长纤维进行热处理。具体过程如下：??１．一５ｃｍＳｉＣ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅纤维国内外研究进展[J]. 江洪,陈亚杨. 新材料产业. 2017(12)
[2]碳纤维表面镀镍工艺研究[J]. 杨斌,刘敬萱,齐亮,肖翔鹏,汪航. 有色金属科学与工程. 2016(05)
[3]溶胶-凝胶法Al2O3涂覆钨纤维的制备及组织特性[J]. 马运柱,叶晓珊,刘文胜,黄倩芳. 稀有金属材料与工程. 2014(10)
[4]航空航天复合材料发展现状及前景[J]. 唐见茂. 航天器环境工程. 2013(04)
[5]先进复合材料在航空航天领域的应用[J]. 朱晋生,王卓,欧峰. 新技术新工艺. 2012(10)
[6]金属基复合材料界面反应控制研究进展[J]. 武高辉,姜龙涛,陈国钦,张强. 中国材料进展. 2012(07)
[7]碳纤维表面电镀镍研究[J]. 吕晓轩,吕春祥,杨禹,安锋,纪英露,贺福. 化工新型材料. 2011(08)
[8]碳纤维表面化学镀镍工艺研究[J]. 任春兰,张云鹏. 电镀与涂饰. 2010(02)
[9]SiC纤维表面电镀铜的研究[J]. 罗贤,杨延清,李建康,刘翠霞,张荣军. 金属热处理. 2009(02)
[10]碳纤维表面SiO2涂层的制备及其在镁基复合材料中的应用[J]. 李坤,裴志亮,宫骏,石南林,孙超. 金属学报. 2007(12)
硕士论文
[1]真空热压法制备连续单向碳纤维增强铝基层板复合材料组织及性能研究[D]. 肖晨琛.南昌航空大学 2017
[2]细直径碳化硅基陶瓷纤维的制备与性能[D]. 王波伟.厦门大学 2017
[3]溶胶—凝胶法涂层改性钨纤维的工艺原理研究[D]. 黄倩芳.中南大学 2012
[4]Tif/Al复合材料微观组织和力学性能研究[D]. 王萌.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3299024
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