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关 键 词：碳纤维，表面，化学，镀镍，工艺，研究 作 者： 内 容： 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。
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