[发明专利]一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法

说明书

本发明公开了一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法，首先对高体分铝基碳化硅基材表面采用金属/非金属异种组分界面均一化活化处理，提高后续化学镀镍层在该基材表面的覆盖性，随后进行第一次化学镀镍，在基材表面获得低应力化学镀镍层，再进行第二次化学镀镍，形成大厚度(可达80μm以上)、高致密的光学级化学镀镍层，最后通过阶梯热处理降低镀层应力，提高镀层与基体之间的结合力，最终获得可应用于光学加工的高性能高致密光学级镀层。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，涉及一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法。

背景技术

高体积分数铝基碳化硅主要由Al及SiC颗粒组成，其中SiC颗粒含量在35％～55％之间，相对较高，作为一种具有较高的热导率、比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优异性能的复合材料，近年来逐渐在航空航天、军事等尖端领域中实现使用。与传统铝合金、钢铁等相比，其膨胀系数较低、重量相对较轻，因此成为高精度反射镜等镜面产品应用时最为常用的基材，近年来采用高体分铝基碳化硅复合材料制备光学反射镜主结构趋势愈加明显。

高体分铝基碳化硅复合材料由于含有较高的碳化硅颗粒，制备反射镜主结构时，产品反射镜面区域的表面精密加工较为困难，加工后表面呈现灰色，因此，该基材应用于光学产品结构件时，为满足使用需求，通常在该产品反射镜面区域制备一层光学级化学镀镍层。该化学镀镍层硬度较高，结构致密，具有较好的精密加工处理性能，通过后续加工、精密抛光处理可获得微纳级镜面反射效果，是目前较为常用的反射镜面高精密光学用镀层。

高积分铝基碳化硅进行化学镀镍处理时，碳化硅颗粒化学惰性较高，导致该基材区域不易沉积金属镀层，导致所得镀层结构致密性较差。除此之外，光学级化学镀厚镍层厚度一般需超过60μm以上，随着化学镀镍厚度的增加，由于镀镍层自催化沉积时附加产物气体的不利影响，会导致化学镀镍层表面出现气孔状缺陷，同时镍渣等也可能沉积在镀层表面形成夹杂缺陷，导致化学镀厚镍层的表面质量较差，气孔、夹杂影响镀层致密性，后续进行精密加工处理时，所得镀层易出现相应缺陷，导致无法获得高性能高致密光学级镀层。

除此之外，高体分铝基碳化硅复合材料表面制备化学镀厚镍层后，镀层与基体之间的易存在结合力异常问题，特别是进行高温烘烤后检测镀层结合力，可能出现起皮等问题，对镀层质量造成不利影响，成为产品表面光学级镀层的潜在质量隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法，首先对高体分铝基碳化硅基材表面采用金属/非金属异种组分界面均一化活化处理，提高后续化学镀镍层在该基材表面的覆盖性，随后进行第一次化学镀镍，在基材表面获得低应力化学镀镍层，再进行第二次化学镀镍，形成大厚度(可达80μm以上)、高致密的光学级化学镀镍层，最后通过阶梯热处理降低镀层应力，提高镀层与基体之间的结合力，最终获得可应用于光学加工(含机加、精密抛光)的高性能高致密光学级镀层。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种高体分铝基碳化硅复合材料表面化学镀镍方法，包括如下步骤：

(1)对高体分铝基碳化硅基材表面依次进行清洁、化学除油和酸洗处理；

(2)对步骤(1)处理后的高体分铝基碳化硅基材表面进行氧化处理；

(3)对步骤(2)处理后的高体分铝基碳化硅基材表面进行敏化处理；

(4)对步骤(3)处理后的高体分铝基碳化硅基材表面进行活化处理；

(5)对步骤(4)处理后的高体分铝基碳化硅基材表面进行还原处理；

(6)采用化学镀镍液A对步骤(5)处理后的高体分铝基碳化硅基材表面进行第一次化学镀镍处理；所述化学镀镍液A包括硫酸镍，次亚磷酸钠，柠檬酸钠和醋酸钠；