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碳纤维表面化学镀镍工艺研究:结果与讨论(二)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-18  浏览次数:674

3.2各种因素对镀层的影响

 

3.2.1 硫酸镍质量浓度对镀层的影响

 

硫酸镍是镀液的主盐。在保证其他条件不变(温度85 ℃,pH 4.5左右,施镀1h)的情况下,改变硫酸镍的用量,考察硫酸镍质量浓度与碳纤维增重率之间的关系。实验结果如图2所示。

 

图2硫酸镍质量浓度与碳纤维增重率之间的关系

Figure 2 Relationship between mass concentration of nickel sulfate and weight gain rate of carbon fiber

 

从图2可以看出,当硫酸镍质量浓度小于30 g/L时,随着其增加,碳纤维的增重率明显增加;当硫酸镍的质量浓度超过30 g/L时,碳纤维的增重率呈下降趋势。故选取硫酸镍质量浓度为30 g/L。

3.2.2 次磷酸钠质量浓度对镀层的影响

 

   次磷酸钠是镀液中的还原剂。图3是镀液中次磷酸钠质量浓度与碳纤维增重率的关系。

图3 次磷酸钠质量浓度与碳纤维增重率之间的关系

Figure 3 Relationship between mass concentration of sodium hypophosphite and weight gain rate of carbon fiber

 

从图3可以看出,随着次磷酸钠质量浓度的增加,碳纤维的增重率加快。次磷酸钠质量浓度在35 g/L时,碳纤维的增重率达到最大,继续增加次磷酸钠质量浓度,碳纤维增重率反而下降。实验中发现,当次磷酸钠质量浓度达到50 g/L时,镀液变浑浊。这是因为镀液中还原剂过多,与镀液中其他成分的比例失调,导致镀液不稳定。因此,选取次磷酸钠的质量浓度为35 g/L。

 

3.2.3 镀液pH对镀层的影响

 

   pH是化学镀中一个重要的控制指标,其大小会影响Ni2+的沉积速率和镀液的稳定性。图4示出了pH与碳纤维增重率之间的关系。

图4 pH与碳纤维增重率之间的关系

Figure 4 Relationship between pH and weight gain rate of carbon fiber

 

图4表明,镍的沉积速率受pH的影响较大。碳纤维增重率随着pH的升高而增加,当pH为4.5左右时,碳纤维增重率达到最大;随后pH继续升高,碳纤维的增重率反而下降。实验中发现:当镀液的pH小于3时,碳纤维表面几乎无镍析出;当镀液pH大于6.5时,镀液浑浊。这是因为随着pH升高,H,POE的还原能力增强,镍的沉积速率加快;但pH过高时,镍的配合物被破坏,形成镍的氢氧化物沉淀,使镀液中镍离子质量浓度急剧降低,镍的沉积速率也随之降低。因此镀液的pH在4.5左右比较适宜。

 

3.2.4 施镀时间对镀层的影响

 

   施镀时间是控制镀层厚度的一个主要工艺参数。施镀时间与碳纤维增重率之间的关系如图5所示。

 

图5施镀时间与碳纤维增重率之间的关系

Figure 5 Relationship between plating time and weight gain rate of carbon fiber

 

从图5可以看出,随着施镀时间的延长,碳纤维的增重率一直呈上升趋势,但达到一定时问后,增重速率是下降的。这说明随着碳纤维上镍沉积量的增加,碳纤维表面镍的结晶核心变少,因此增重速率下降。

 

碳纤维表面化学镀镍工艺研究

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碳纤维表面化学镀镍工艺研究:结论

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