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_玻璃纤维-环氧树脂复合材料表面金属化工艺研究

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文档简介:

_玻璃纤维-环氧树脂复合材料表面金属化工艺研究玻璃钢/复合材料FRP/CM2017.No.9玻璃纤维/环氧树脂复合材料表面金属化工艺研究邢灵冰,孙士勇*,杨睿,孙国钟(大连理工大学机械工程学院,大连116024)摘要:提出一种在玻璃纤维/环氧树脂复合材料表面化学镀镍的简化工艺,首先在复合材料表面引入含有镀镍短纤维的过渡层,复合材料与过渡层共固化成型。通过机械粗化、酸化、化学镀工艺成功地在玻璃纤维/环氧树脂复合材料表面沉积一层连续致密的Ni-P镀层。采用超景深显微镜观察化学镀后镀层的表面形貌,并采用SEM对镀层截面特征进行观测。系统地研究了化学镀时间、装载量对镀层表面形貌、镀层厚度与镀层沉积速度的影响规律,并测量了复合材料/镍镀层界面结合强度。试验结果表明,当化学镀时间为8h、装载量为1.25dm2/L时,镀层厚度能达到38.96μm,镀层结合强度达到8.45MPa。关键词:玻璃纤维复合材料;镀镍短纤维;化学镀;金属化中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1003-0999(2017)09-0067-06收稿日期:2017-03-07本文作者还有秦进和刘锦华。基金项目:中央高校基本科研业务费(DUT15QY27)作者简介:邢灵冰(1990-),男,硕士研究生,主要从事复合材料方面的研究。通讯作者:孙士勇(1981-),男,博士,副教授,主要从事复合材料方面的研究,sunshy@dlut.edu.cn。1引言纤维增强树脂基复合材料(以下简称“复合材料”)具有高比强度、高比模量、性能可设计等优势,现已广泛地应用于航空航天领域当中[1-3]。研究表明采用复合材料代替金属材料制造航空器发射所需的低温液体储罐可以极大地减轻储罐的重量,减重达到近60%[4,5]。但是,复合材料表面不耐磨、抗氧化性差等问题限制了其服役条件。此外,复合材料的密闭性差,容易导致低温液体渗透[5]。因此,对复合材料进行表面金属化,使其兼具复合材料轻质高强与金属材料耐磨损、耐氧化和密闭性强等优点具有重要的工程意义。由于复合材料不导电,不能直接进行电镀,现有复合材料表面金属化工艺是在非金属材料表面金属化工艺的基础上发展而来的,主要有物理气相沉积、化学气相沉积、金属薄片热冲压和化学镀[6]。同化学镀工艺相比,物理气相沉积工艺与化学气相沉积工艺需要较高的工艺温度[7]。化学镀由于工艺简单,且具有成本低

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