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日本产综研开发一种在CFRP上具有优秀附着性的非电解镀层方法

2017-03-13 213浏览 标签: CFRP

        2017年3月9日,由日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)纳米材料研究部门电子显微镜组高级主任研究员堀内伸、电子光技术研究部门分子集成器件组主任研究员岛田悟与日本吉野电化工业株式会社(以下简称“吉野电化”)共同组成的研究团队宣布开发出一种可在碳纤维增强树脂(CFRP)上实现良好附着力的非电解镀层方法。

CFRP是一种碳纤维和树脂的复合材料。与金属相比,CFRP拥有重量轻、强度高、弹性高等优秀的力学性能,已开始逐渐应用于汽车、飞机、能源、体育用品等多种领域。对飞机机翼、风力发电机叶片等需要在户外使用的CFRP制结构物来说,避免雷击损伤(防雷性)是十分必要的。通过赋予CFRP表面一定的导电性,可大幅改善CFRP的防雷性,然而CFRP表面的化学、物理稳定性较高,难以形成附着力较强的金属膜。

此次,产综研和吉野电化的研究团队开发了一种直接在CFRP的中间材料预浸料上进行的非电解镀层方法,成功实现了附着力较强的金属膜。预浸料中含有液态的树脂,所以采用传统非电解镀层方法的话,树脂成分会溶入到镀液中,从而导致镀液失活。为此,研究团队使用简单的湿法处理对固化前的预浸料表面进行了稳定化加工,有效防止了树脂成分的溶出。再加上研究团队独立开发的胶体钯催化剂,最终成功开发了新型非电解镀层方法。研究团队发现,在使用经过非电解镀层处理的预浸料制成的CFRP表面镀上一层厚度约为100μm的铜镀层后,其导电性得到了大幅提高,与普通贴有相同厚度铜箔的CFRP相比,其防雷性得到大幅改善。具体对比见下图:

 

图: 使用表面具有铜镀层的CFRP进行雷击试验后的结果(左),

以及为了作对比,使用在表面贴了相同厚度铜箔的CFRP进行雷击试验后的结果(右)。


       变黑的部位即是受到损伤的部位,可以看出贴有铜箔的CFRP板上有一个约30mm的黑洞,而表面有铜镀层的CFRP板的损伤范围只有数mm。

       吉野电化表示,今后将推进开发该非电解镀层的量产工艺。

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