[发明专利]一种碳纤维布-铝合金复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维布-铝合金复合材料，其特征在于：碳纤维布分布于铝合金块体内，铝合金成分可调，碳纤维布分布可控，该复合材料是通过在碳纤维布表面化学镀铜后置于浇铸模具内进行铝合金浇铸的方法制备得到的。

2.如权利要求1所述的材料，其特征在于：铝合金的成分允许根据需要在熔炼时进行调整。

3.如权利要求1所述的材料，其特征在于：碳纤维布在浇铸所形成的铝合金块体内的分布位置、角度和数量允许在制备浇铸模具时进行调整。

4.如权利要求1所述的材料，其特征在于：碳纤维布表面有镀铜层。

5.如权利要求1所述的材料，其特征在于：所述材料是通过以下过程制备的：(1)根据对成品内碳纤维布的尺寸对其进行裁剪，在其边缘按需要打孔，再对其进行去胶、粗化、中和、敏化、活化、还原处理；

(2)采用电镀铜或化学镀铜的方法在碳纤维布表面施镀：取出后用去离子水水洗15min，再在70～80℃的热风中干燥20min；

(3)按所需成品的尺寸要求及其内部碳纤维布的分布要求制作熔模模壳；用机械方法将碳纤维布在模壳内进行固定；

(4)熔炼铝合金，按成分需要添加合金元素并扒渣，并使用铝膜包裹精炼剂进行除气，添加变质剂后搅拌调制浇铸温度后进行浇铸；冷却方法为空冷。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维布-铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：(1)根据对成品内碳纤维布的尺寸对其进行裁剪，在其边缘按需要打孔，再对其进行去胶、粗化、中和、敏化、活化、还原处理；

(2)采用电镀铜或化学镀铜的方法在碳纤维布表面施镀：取出后用去离子水水洗15min，再在70～80℃的热风中干燥20min；

(3)按所需成品的尺寸要求及其内部碳纤维布的分布要求制作熔模模壳；用机械方法将碳纤维布在模壳内进行固定；

(4)熔炼铝合金，按成分需要添加合金元素并扒渣，并使用铝膜包裹精炼剂进行除气，添加变质剂后搅拌调制浇铸温度后进行浇铸；冷却方法为空冷。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

(1)对碳纤维布进行预处理时，去胶过程采用的是空气灼烧的方法；

(2)对碳纤维布进行预处理时，粗化液成分为硝酸、重铬酸钾、双氧水和过硫酸铵；

(3)对碳纤维布进行预处理时，中和过程采用了10％NaOH溶液；

(4)对碳纤维布进行预处理时，敏化过程应用了SnCl₂作为敏化液；

(5)对碳纤维布进行预处理时，活化过程选用了PdCl₂和AgCl为活化液； 

(6)对碳纤维布进行预处理时，还原过程使用20g/L的次亚磷酸钠溶液浸泡碳纤维布1～3min；

(7)对碳纤维布进行镀电铜时，镀液成分为酒石酸钾钠10g/L、硝酸钾12g/L、乳化剂(OP-10)为0.4g/L；

(8)对碳纤维布进行化学镀铜时，镀液成分为CuSO₄，HCHO，NaKC₄H₄O₆，镀液PH值为12.7，施镀温度60℃，施镀时间20min；或使用成分为CuSO₄·5H₂O，EDTA，KNaC₄H₄O₆·4H₂O，NaOH，HCHO，2，2′2联吡啶，K₄Fe(CN)₆·3H₂O配成的镀液施镀；为保持碳纤维布施镀过程中的平整，采用超声波振荡法对化学镀铜液进行均匀分散；

(9)熔模模壳的模料配比为：石蜡50％，硬脂酸50％(重量比)；模料熔化后保温70～75℃；蜡液温度不超过90℃；制蜡间温度18～27℃；蜡料温度45～48℃；压型温度20～25℃；压注压力0.1～0.3MPa；压蜡枪预热温度35～45℃；蜡模冷却水温度15～25℃；开型时间1min。

8.如权利要求5所述的碳纤维布-铝合金复合材料的制备方法，其特征在于：碳纤维布电镀铜层厚度为0.5微米，化学镀铜层厚度为4微米。