[发明专利]一种碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法

说明书

本发明涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，特别涉及电修饰活性点辅助作用下的碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，该方法应用于航天器星载反射面天线、波导阵列天线、喇叭阵列天线表面高精度金镀层，属于表面工程技术领域。本发明能够在碳纤维增强氰酸脂复合材料表面制备外观均匀、可承受‑196℃～120℃高低温冲击100次、电阻率≤0.05μΩ*m的金镀层。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，特别涉及电修饰活性点辅助作用下的碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，该方法应用于航天器星载反射面天线、波导阵列天线、喇叭阵列天线表面高精度金镀层，属于表面工程技术领域。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料具有密度低、热膨胀系数低、比强度/比刚度高等优点，在航天器星载反射面天线、波导阵列天线、喇叭阵列天线等结构产品中具有广泛的应用前景。

航天器星载反射面天线、波导阵列天线、喇叭阵列天线等为满足电磁波传输功能需求，对其表面的电性能提出了较高的要求，尤其是高频天线，要求表面电阻率尽可能的低。碳纤维增强树脂基复合材料由于树脂的存在，导致其表面电性能较差，无法满足航天器星载天线电磁波传输的功能要求，需在其表面制备电性能优异的金属膜层。

碳纤维增强树脂基复合材料由于表面化学活性较低，导致金属膜层沉积过程中无法与基体材料之间形成有效的化学结合，因此碳纤维增强树脂基复合材料表面金属膜层的结合力较金属基体材料的差。此外，碳纤维增强树脂基复合材料的热膨胀系数较低，而金属膜层的热膨胀系数较大，因此导致两者之间在受热的应用工况下因热膨胀系数的不同而产生较大的内应力，从而引发金属膜层起皮、起泡、脱落等一系列质量问题。航天器星载天线随着卫星的运动将周期性地接受太阳和地球等形体的热辐射，往往要经历温度较大范围的变化，并在结构中产生很大的温度梯度。因此，为满足航天器星载天线在轨应用可靠性要求，对碳纤维增强树脂基复合材料基体表面金属膜层的结合力提出了较高的要求，尤其是需满足真空、高低温交变条件应用需求。由于碳纤维增强树脂基复合材料的材料特点，采用常规方法在其表面制备的金属膜层经高低温交变冲击测试后易出现起皮、起泡、脱落等结合力问题，严重制约了其应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，该方法制备的金镀层表观颜色均匀、结合力可承受-196℃～120℃高低温冲击100次，该方法引入电化学沉积修饰活性点的思路，通过化学刻蚀吸附修饰及电化学沉积修饰活性点的协同作用，改善了基体材料界面的化学活性，大幅提高了基体材料与金属膜层之间的结合力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种碳纤维增强树脂基复合材料表面金镀层的制备方法，该方法是在碳纤维增强氰酸脂复合材料的表面镀金，即该碳纤维增强树脂基复合材料的基体为氰酸脂树脂，具体步骤为：

1)擦拭碳纤维增强树脂基复合材料表面，使碳纤维增强树脂基复合材料表面被水完全润湿且水膜30s内不断；所述碳纤维增强树脂基复合材料中树脂体系为氰酸脂树脂；

2)将步骤1)得到的碳纤维增强树脂基复合材料的表面进行化学粗化，化学粗化溶液配方及操作条件如下：(化学粗化溶液为硫酸和铬酐的混合溶液，硫酸的浓度为650mL/L～750mL/L，铬酐的浓度为150g/L～200g/L)

化学粗化完成后将碳纤维增强树脂基复合材料从溶液中取出；

3)将步骤2)得到的碳纤维增强树脂基复合材料表面上的残留溶液用水清洗；

4)将步骤3)得到的碳纤维增强树脂基复合材料表面进行活性点的电化学修饰，活性点电化学修饰的溶液配方及操作条件如下：(活性点电化学修饰的溶液为氯化钯和盐酸的混合溶液)