[发明专利]一种碳-金属嵌渗式导电膜及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电膜及用途，特别涉及一种碳-金属嵌渗式导电膜及其以非金属材料的电沉积、电镀或电铸为目的的导电化处理用途。

背景技术

随着世界信息技术、节能与新能源汽车技术、清洁环保技术和电池制造技术等的快速进步，对新材料不断提出新的要求和新的挑战。例如，用于吸收或屏蔽电磁波的电磁屏蔽材料，用于镍氢电池、锂离子电池和燃料电池的三维多孔泡沫金属材料和金属纤维毡材料，用于汽车尾气处理、化工等领域用的催化剂载体材料，用于环保、空气清洁等领域的过滤材料，已经形成新的市场需求。

尽管这些技术领域有着显著的区别，但它们都涉及以非金属材料的电沉积、电镀或电铸为目的的电化学加工过程，上述电化学加工过程涉及到对基体的导电要求，以导电膜为导电过渡层，再根据不同的用途继续镀覆不同的金属镀层。例如，镀覆铅镀层用于降低辐射强度，镀覆铜镀层用于锂离子电池负极的骨架材料，镀覆铜镍复合镀层用于电磁屏蔽，镀覆镍镀层用于镍氢电池或燃料电池的电极骨架材料等。

在本发明所属技术领域中，所采用的导电膜有金属导电膜和碳导电膜两种，由于金属和碳的导电性存在较大的差异，使得这两种导电膜具有显著的差别，主要表现为：碳导电膜可靠性高，但导电性差，在镀覆金属时的生长线不均齐（参见图3），导致最终产品的材料力学性能和电磁学性能分散；金属导电膜的导电性好，在镀覆金属时具有均齐的生长线（参见图4），但金属导电膜的可靠性差，易导致漏镀缺陷（局部镀层不连续），进而导致最终产品的材料力学性能和电磁学性能异常。

发明目的

本发明目的在于提供一种兼具碳导电膜和金属导电膜优点、同时能够摒除碳导电膜和金属导电膜固有缺陷的新的导电膜，即碳-金属嵌渗式导电膜。

本发明目的还在于提供碳-金属嵌渗式导电膜在非金属材料的电沉积、电镀或电铸等应用领域的导电用途，以使非金属材料获得良好的施镀性能。

发明内容

本发明内容为一种碳-金属嵌渗式导电膜，它至少具有两层结构，第一层为与基体接触的碳导电层，第二层为在碳导电层上形成的金属粒子嵌渗层，该导电膜包含或不包含在金属粒子嵌渗层上形成的金属导电层。（见附图1和附图2）。

第一层是直接与基体接触的连续的碳导电层，其组成成份包含天然石墨、碳纤维、纳米碳管、人造石墨、改性石墨、石墨化碳、炭黑中的任意一类碳材料，或上述碳材料中任意两类或两类以上的碳材料的集合。第一碳导电层的平均厚度不大于700纳米。

在碳导电层的上部为金属粒子嵌渗层，金属粒子嵌渗层是金属粒子嵌渗到碳中形成的碳和金属粒子的混合层，形成金属粒子嵌渗层的金属粒子种类包含镍、铜、钴、镉、铅、锌、铟、锡、金、银中的任意一类，或是这些金属种类中任意两类或两类以上的金属粒子的集合。金属粒子嵌渗层的平均厚度不大于350纳米。

在金属粒子嵌渗层的上部可以具有金属导电层，也可以不具有金属导电层。金属导电层是镍、铜、钴、镉、铅、锌、铟、锡、金、银中的任意一类金属形成的单金属导电层，或是由这些金属种类中任意两类或两类以上的金属形成的多金属导电层。

本发明的内容还包含碳-金属嵌渗式导电膜的用途，用于以非金属材料的电沉积、电镀或电铸为目的的导电化处理用途。非金属材料具体包含厚度不大于70毫米的聚氨酯海绵、非金属纤维编织布、非金属纤维编织网或非金属纤维无纺织布中的任一种或它们中的两种或两种以上材料的复合。

技术效果

1、本发明所述的碳-金属嵌渗式导电膜集碳导电膜的高可靠性和金属导电膜的高导电性能于一体，突破了碳导电膜和金属导电膜的固有缺陷。

2、通过嵌渗在碳层内的金属粒子的辅助导电作用实现了碳导电膜导电能力的均匀化，消除了后续电镀加工过程中的树枝状或锯齿状生长线，使金属镀层在整个镀区内沿阴极电流加载方向呈均匀生长的趋势（见图3、图4）。

3、具有良好的施镀效果，为非金属材料的电沉积、电镀或电铸作业提供了性能优异的导电过渡层，尤其是对镀覆层的材料力学性能和电磁学性能提供了良好的保证。

附图说明

附图1：包含金属导电层的碳—金属嵌渗式导电膜

附图2：不包含金属导电层的碳—金属嵌渗式导电膜

附图3：在导电膜上镀覆金属时形成的不均齐生长线

附图4：在导电膜上镀覆金属时形成的均齐生长线。