[发明专利]钨丝辅助的阴极等离子电解制备涂层的方法及其装置

权利要求书

1.一种钨丝辅助的阴极等离子电解制备涂层的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

先将电解液加入反应容器中，再将作为阳电极的石墨板以及作为阴电极的3根、6根或9根钨丝浸入电解液中，且钨丝沿周向均匀分布形成一个半径为4mm～8mm、高为4cm～8cm的虚拟圆柱体，阴电极与阳电极分别与电源连接；打开电源，阴电极与阳电极之间形成稳定的等离子弧区，碳纤维匀速连续通过等离子弧区，收卷、干燥，在碳纤维表面得到连续、均匀的涂层；

所述电解液是浓度为10g/L～50g/L的硝酸铝、偏铝酸钠、氯化铝或硅酸钠的水溶液；

电源对阴电极、阳电极施加的电压为100V～200V；

所述等离子弧区为虚拟圆柱体，碳纤维以0.01m/s～0.2m/s的速度匀速连续从虚拟圆柱体的中心通过。

2.一种采用如权利要求1所述钨丝辅助的阴极等离子电解制备方法制备涂层的装置，其特征在于：所述装置包括电源、反应容器(3)、阴电极、阳电极、产生等离子弧区的部件(5)、压线轮(2)、放线机(1)、收线机(6)以及电机(7)；

所述产生等离子弧区的部件(5)是由两个安装平面(51)和两个连接杆(52)形成的非封闭的长方体结构，两个安装平面(51)互相平行且两个安装平面(51)之间的距离为4cm～8cm，两个连接杆(52)互相平行，且两个安装平面(51)分别与两个连接杆(52)互相垂直；沿安装平面(51)的厚度方向上加工有中心大孔(53)，且与中心大孔(53)具有相同圆心的圆周面上等间距加工有三个以上小孔(54)，小孔(54)距离中心大孔(53)的距离为4mm～8mm；

各部件之间的连接关系：电解液(4)加入到反应容器(3)中，阴电极和阳电极分别浸入电解液(4)中，且阴电极、阳电极分别与电源连接；压线轮(2)的数量至少为四个，浸没于电解液(4)中的两个压线轮(2)用于固定碳纤维的位置并保证碳纤维顺利地穿过等离子弧区，安装在电解液(4)外的两个压线轮(2)用于将碳纤维引入以及引出电解液(4)并控制碳纤维的走向；产生等离子弧区的部件(5)置于电解液(4)中，碳纤维从中心大孔(53)穿过，作为阴电极的钨丝置于三个以上的小孔(54)中；放线机(1)、收线机(6)以及电机(7)均在反应容器(3)的外部，电机(7)驱动放线机(1)和收线机(6)工作，放线机(1)用于释放碳纤维，收线机(6)用于收卷碳纤维。

3.根据权利要求2所述的一种采用钨丝辅助的阴极等离子电解制备方法制备涂层的装置，其特征在于：所述反应容器(3)的材料为PVC材料或绝缘陶瓷材料。

4.根据权利要求2所述的一种采用钨丝辅助的阴极等离子电解制备方法制备涂层的装置，其特征在于：所述产生等离子弧区的部件(5)、压线轮(2)、收线机(6)的轴轮以及放线机(1)的轴轮的材料均为PVC材料。

5.根据权利要求2所述的一种采用钨丝辅助的阴极等离子电解制备方法制备涂层的装置，其特征在于：阴电极钨丝的直径为0.2mm。