專利名稱：電鍍方法
技術領域：
本發(fā)明涉及表面處理技術領域，特別涉及一種電鍍方法。
背景技術：
碳纖維具有一系列優(yōu)異性能，如高的比強度、比彈性模量，優(yōu)良的導電、導熱性能等， 從而引起人們的廣泛注意，成為復合材料中主要的增強纖維。請參閱文獻Keiidhi Kuniya， Hideo Arakawa， Tsuneyuki Kanai， and Tomio Yasuda， Development of Copper-Carbon Fiber Composite for Electrodes of Power Semiconductor Devices, IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, vol.6， NO. 4， pp.467 472， Dec. 1983。但是，在由碳纖維形成的金屬基復合材料中，由于碳纖維 與金屬基體二者之間表面性能的差異，使形成的復合材料在碳纖維與金屬基體的相界面處未 能完全浸潤。為改善碳纖維與金屬基體的潤濕性，提高界面結合力，常常對碳纖維進行化學 鍍、電鍍、物理氣相沉積、化學氣相沉積等表面處理。其中，電鍍較其他方法，具有工藝簡 單、成本低與鍍層質(zhì)量高等優(yōu)勢。
目前，碳纖維的電鍍是將浸入鍍液中的碳纖維與電極相連，使浸入鍍液的碳纖維表面發(fā) 生氧化還原反應，并在碳纖維表面沉積金屬，從而形成金屬鍍層。但是，電鍍時由于電場強 度在碳纖維表面分布不均勻，使金屬離子在碳纖維表面各處的沉積速度不同。其中，碳纖維 表面靠近電極的部分，由于電場強度大，故金屬沉積速度快，從而電鍍效率高且鍍層致密。 相反地，碳纖維表面遠離電極的部分，由于電場強度較電極附近要小，且碳纖維導電性較金 屬電極差，故金屬沉積速度減慢，從而電鍍效率低且鍍層稀疏。經(jīng)過上述表面處理的碳纖維 ，其靠近電極處的鍍層密度高且均勻性好，而遠離電極的鍍層密度低且不均勻。碳纖維表面 鍍層分布不均勻，導致碳纖維與金屬基體的潤濕性降低，從而影響金屬基復合材料的綜合性 能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，有必要提供一種電鍍方法，以提高表面電鍍的均勻性，改善金屬基復合材料的綜 合性能。
以下將以實施例說明 一種電鍍方法。
所述電鍍方法，用于提高表面電鍍的均勻性，其包括以下步驟
4提供待進行電鍍的基體，所述基體包括待進行電鍍的第一部分及與第一部分相接的第二 部分。于第二部分的表面形成寬度等于或大于基體第一部分寬度的導電層，所述導電層與第 一部分相接。將第一部分的表面置于鍍液中進行電鍍，以于第一部分的表面形成電鍍層，電 鍍進行過程中逐漸提升第一部分，使第一部分逐漸移出鍍液。
與現(xiàn)有技術相比，所述電鍍方法在第二部分形成導電層，增加電極與第一部分的有效接 觸面積，改變基體第一部分的表面電場強度的分布，使第一部分的電場強度沿導電層寬度方 向分布均勻，故金屬在此方向上的沉積速度基本相同。電鍍時提升第一部分使其移出鍍液， 使已形成于第一部分的電鍍層離開鍍液，并作為輔助電極將電流傳輸至鍍液中仍進行電鍍的 第一部分。由此可避免電鍍時，因第一部分靠近電極區(qū)域與遠離電極區(qū)域的金屬沉積速度的 差異，而引起的形成電鍍層的不均勻，還有利于提高電鍍效率。采用所述電鍍方法獲得的復 合材料具有良好均勻性的電鍍層，提高與金屬基體的潤濕性，改善金屬基復合材料的綜合性 能。


圖l是本技術方案實施例提供的待電鍍基體的平面示意圖。 圖2是圖1的基體沿II-II線剖面圖。
圖3是本技術方案實施例提供的待電鍍基體形成導電層的平面示意圖。 圖4是圖3的基體沿IV-IV線剖面圖。
圖5是本技術方案實施例提供的待電鍍基體電鍍時的結構示意圖。 圖6是本技術方案實施例提供的待電鍍基體形成電鍍層的剖面圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖及實施例對本技術方案實施例提供的電鍍方法作進一步詳細說明。 請參閱圖1至圖6，其為本技術方案實施例提供的電鍍過程示意圖。所述電鍍方法包括以 下步驟
第一步提供基體100。
請參閱圖1及圖2，所述基體100為待電鍍的鍍件，其包括待進行電鍍的第一部分110以及 與第一部分相接的第二部分120。所述第一部分110與第二部分120的寬度可以相同也可以不 同。本實施例中，所述第一部分110與第二部分120的寬度相同。所述第一部分110用于放置 于鍍液中，并在電流的作用下與鍍液發(fā)生氧化還原反應形成鍍層。所述第一部分110具有第 一電鍍面111及與第一電鍍面111相對設置的第二電鍍面112。所述第二部分120用于設置導電 層，將電流傳輸至第一部分IIO。所述第二部分120位于基體100的一端并與第一部分110相接
5。所述第二部分120具有第一導電面121及與第一導電面121相對設置的第二導電面122。其中 ，第一電鍍面111與第一導電面121相接，第二電鍍面112與第二導電面122相接。
本實施例中，基體100是片狀結構的碳纖維布，其厚度很小?？梢岳斫?，基體100也可為 包含碳纖維材料或碳納米材料的絲狀、膜狀、棒狀或其他具有一定長度的結構。此外，基體
ioo還可為由塑料，如聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物或其他導電性不佳
且可電鍍的聚合物制成的具有一定長度的結構。
為使鍍層于基體100牢固結合，基體100已經(jīng)進行去污物、去油等預處理。當然，預處理 工藝可根據(jù)電鍍要求設計。
第二步形成導電層200于基體100的第二部分120。
請參閱圖3及圖4，至少在基體100的第二部分120的第一導電面121與第二導電面122形成 導電層200，用于改變第一部分110第一電鍍面111與第二電鍍面112電場強度的分布。所述導 電層200與第一部分110相接，以使第一部分110的電場強度沿導電層200寬度方向分布均勻。 所述導電層200寬度可根據(jù)第一部分110寬度與第二部分120寬度來確定。如果第一部分110寬 度等于或小于第二部分120寬度，導電層200寬度可等于或大于第一部分110寬度。其次，如 果第一部分110寬度大于第二部分120寬度，導電層200寬度應大于第二部分120寬度，并等于 或大于第一部分110寬度，以保證改變第一部分110電場強度的效果最佳?？傊?，導電層200 寬度應等于或大于第一部分110寬度，以使第一部分110的電場強度沿導電層200寬度方向分 布均勻。本實施例中，由于第一部分110寬度等于第二部分120，故導電層200寬度等于第一 部分110寬度即可。
由于本實施例基體100是具有一定寬度且厚度很小的碳纖維布，并第一部分110與第二部 分120的寬度相等，故導電層200通過涂覆包含導電銀漿的漿料于整個第一導電面121與第二 導電面122，經(jīng)固化所述漿料而形成?？梢岳斫猓瑢щ妼?00也可由包含銀、金、銅、鎳、鋁 等金屬及其合金的導電漿料或其他導電材料形成。另外，導電層200還可通過壓合導電金屬 粉末或固定片狀金屬于第一導電面121與第二導電面122而形成。
可以理解，如果基體100為絲狀結構，為方便操作，可使用片狀金屬夾持于基體100的第 二部分120，從而形成導電層200。此外，如果基體100的第二部分120具有一定厚度，則需要 在第二部分120的側表面(即與第一導電面121及第二導電面122相接的第二部分120的側表 面)也形成導電層200，以保證第一部分110沿導電層200寬度方向電場強度的分布均勻。
第三步于基體100的第一部分110形成電鍍層300。
請參閱圖5，本實施例中，采用電鍍裝置400在已形成導電層200的基體100的第一部分110進行電鍍，以形成電鍍層300。所述電鍍裝置400包括陰極410、電鍍槽420及升降裝置 430。所述陰極410所述電鍍槽420與升降裝置430放置于工作臺(圖未示)。
所述陰極410與電源(圖未示)負極相接，并與相接于電源正極的陽極(圖未示)形成 閉合回路以實現(xiàn)電鍍。所述陰極410—端固定于升降裝置430，另一端可與形成在基體100第 二部分120的導電層200電連接，以使電流傳輸至導電層200。所述電鍍槽420與陰極410相對 設置，用于收容鍍液，以供電鍍時鍍液在第一部分110的第一電鍍面111與第二電鍍面112發(fā) 生氧化還原反應。所述升降裝置430包括升降部431及與升降部431相連的控制器432。所述升 降部431包括設置于工作臺的第一導軌4311及與第一導軌4311滑動連接的第二導軌4312。所 述第二導軌4312可通過滾輪、滑塊或其他方式滑動連接于第一導軌4311，可沿第一導軌 4311長度方向滑動。所述第二導軌4312用于固定陰極410，以供陰極410在第二導軌4312的帶 動下沿第一導軌4311長度方向滑動。也就是說，隨著陰極410沿第一導軌4311長度方向的滑 動，與陰極410相連的基體100可離開與進入電鍍槽420。所述控制器432與升降部431相連， 用以控制升降部431的第二導軌4312滑動速度。
可以理解，所述升降部431的設計不限于本實施例，可為氣動升降裝置、液壓升降裝置 、電動升降裝置、油壓升降裝置或其他可實現(xiàn)升降的裝置，以能使陰極410實現(xiàn)升降即可。 另外，升降裝置430也可分別與陰極410及基體100相連，并控制陰極410與基體100的作動， 只要能使基體100實現(xiàn)升降即可。
以下將對所述電鍍裝置400在已形成導電層200的基體100的電鍍過程作進一步詳細說明 。首先將形成于第二部分120的導電層200與陰極410相連。然后，控制器432啟動升降部431 ，使至少部分第一部分110浸入電鍍槽420的鍍液中。本實施例中，因為基體100是具有一定 寬度且厚度很小的碳纖維布，為了對第一部分110整個表面進行電鍍，故將第一部分110完全 被浸入鍍液。根據(jù)陰極410的輸入電流與浸入鍍液中的第一部分110的長度，在控制器432設 置升降部431的上升速度，從而控制第一部分110從鍍液中被提升的速度。再接通電源，電流 通過陰極410與導電層200傳輸至第一部分110，鍍液中的金屬離子吸附于第一電鍍面lll與第 二電鍍面112并發(fā)生氧化還原反應，使金屬沉積于第一電鍍面lll、第二電鍍面112與第三電 鍍面113，從而形成電鍍層300。
當然，如果基體100的第一部分110具有一定厚度，則在第一部分110的側表面(即第 一部分110與第一電鍍面111及第二電鍍面112相接的側表面)也可形成電鍍層300，以保證第 一部分l IO形成分布均勻的電鍍層300 。
在電鍍時，控制器432控制升降部431上升，以帶動與陰極410相連的第一部分110相對于
7液面上升，使靠近第二部分120—側的已形成電鍍層300的第一部分110離開鍍液不再進行電 鍍。所述形成于第一部分110的電鍍層300與導電層200相連，且電鍍層300導電性較佳，即可 起到與導電層200相同的作用，作為輔助電極對仍保留在鍍液中進行電鍍的第一部分110的輔 助電鍍，以使在電鍍過程中第一部分110的電場強度沿第一部分110的長度方向趨于相同，金 屬在此方向上的沉積速度趨于相同。所述升降部431可以勻速上升也可以變速上升，優(yōu)選地 ，所述升降部431為勻速上升。
最后，當?shù)谝徊糠?10完全離開鍍液，控制器432停止升降部431上升，取下并烘干后， 電鍍層300均勻的形成于基體100的第一部分1 IO的第一電鍍面I 1 l與第二電鍍面l 12，即得到 具有均勻電鍍層300的復合材料(如圖6所示)。
為進一步提高電鍍層300的均勻性，陰極410可連接于電流調(diào)節(jié)裝置(圖未示)，用于在 電鍍過程中根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸入電流大小，以保證電流密度不變。例如，當控制器432設置升 降部431為勻速上升且上升速度為v，電流調(diào)節(jié)裝置設置陰極410的初始輸出電流為I。時，在 電鍍過程中，電流調(diào)節(jié)裝置控制陰極410的輸出電流隨第一部分110浸入鍍液中長度L變化的 減小量AI應滿足以下條件AI=vI。/L。
根據(jù)復合材料的后續(xù)使用要求，還可進一步去除第二部分120及導電層200。例如，沿電 鍍層300與第一部分110形成區(qū)域的邊緣切割，以去除電鍍層300以外的第二部分120及導電層 200 ，使所述復合材料的表面具有材料且性質(zhì)相同的均勻電鍍層300 。
所述電鍍方法，所形成的導電層200可以增加電極與第一部分110的接觸面積，使第一部 分110沿導電層200寬度方向電鍍速度基本相同。形成電鍍層300的同時將第一部分110移出鍍 液，可將離開鍍液并已形成于第一部分110的電鍍層300，作為輔助電極使電流傳輸至鍍液中 仍進行電鍍的第一部分IIO?？杀苊怆婂儠r，第一部分110靠近陰極410的區(qū)域與遠離陰極 410的區(qū)域的金屬沉積速度的差異，而引起的形成電鍍層300的不均勻。由此得到的復合材料 具有均勻的電鍍層300。
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術構思做出其它 各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
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權利要求
權利要求1一種電鍍方法，其包括以下步驟提供待進行電鍍的基體，所述基體包括待進行電鍍的第一部分及與第一部分相接的第二部分；于第二部分的表面形成導電層，所述導電層寬度等于或大于基體第一部分的寬度，并與第一部分相接；將第一部分的表面置于鍍液中進行電鍍，以于第一部分的表面形成電鍍層，電鍍進行過程中逐漸提升第一部分，使第一部分逐漸移出鍍液。
2.如權利要求l所述的電鍍方法， 維材料或碳納米材料的片狀、絲狀、膜狀、棒狀或具有-
3.如權利要求l所述的電鍍方法， 成的具有一定長度的結構。
4.如權利要求l所述的電鍍方法， 二部分的表面涂覆導電材料形成。
5.如權利要求4所述的電鍍方法， 金、銅、鎳、鋁及其合金的導電漿料。
6.如權利要求l所述的電鍍方法， 二部分壓合導電金屬粉末而形成。
7.如權利要求l所述的電鍍方法， 二部分固定片狀金屬而形成。
8.如權利要求l所述的電鍍方法，提升。
9.如權利要求l所述的電鍍方法， 極的輸出電流隨第一部分浸入鍍液中長度變化的減小量AI =vIo/L，其中v為第一部分提升 速度，Io為陰極的初始輸出電流，L為第一部分浸入鍍液中的長度。其特征在于，所述基體為包含碳纖 -定長度結構。其特征在于，所述基體采用塑料制 其特征在于，所述導電層通過于第 其特征在于，所述導電材料為銀、 其特征在于，所述導電層通過于第 其特征在于，所述導電層通過于第 其特征在于，所述第一部分被勻速 其特征在于，電鍍過程中采用的陰
10.如權利要求l所述的電鍍方法，其特征在于，所述電鍍方法進一步包括去除第二部分及導電層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電鍍方法，其用于提高表面電鍍的均勻性，并包括以下步驟提供待進行電鍍的基體，所述基體包括待進行電鍍的第一部分及與第一部分相接的第二部分。于第二部分的表面形成寬度等于或大于基體第一部分寬度的導電層，所述導電層與第一部分相接。將第一部分的表面置于鍍液中進行電鍍，以于第一部分的表面形成電鍍層，電鍍進行過程中逐漸提升第一部分，使第一部分逐漸移出鍍液。
文檔編號C25D5/00GK101463494SQ20071020321
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權日2007年12月19日
發(fā)明者劉興澤, 睿 張, 張秋越, 白耀文 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司