Способ подготовки поверхностиизделий перед нанесением металли-ческих покрытий

 

Союз Сеавтскнх

Соцналнстнческнх

Ресвублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЫДЕТЕЛЬСТВУ, >812854 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 070279 (21) 2721931/22-02 (51)М. Кл.

23 G 5/00//

С 23 С 3/02//

С 25 D 5/34 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР

so яелам изобретений н открытий (53) УДК 621.7. 025 (088. B) Опубликовано 150381.Бюллетень 89 10

Дата опубликования описания 150381. (72) Авторы изобретения

A. Н. Ягу 6ец и Г. Г. Мун тяну

Институт прикладной физики AH Молдавской ССФ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ

ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к подготовке поверхности изделий, в частности поверхности углеродных волокон, перед нанесением металлических покрытий химическим или электрохимическим способом.

В современной химической технологии, машиностроении используют металлизированные многожильные пучки углеродных волокон в качестве носителей катализаторов, фильтров при электрическом выделении металлов, упрочителей для армирования материалов.

Однако получение равномерных покрытий на многожильных пучках угле- 15 родных волокон затруднительно из-за плохой смачиваемости их поверхности эЛектролитами для. нанесения покрытий. .Известен способ для улучшения 20 смачиваемости поверхности, в котором многожильный пучок углеродных волокон подвергают воздействию многочисленных струй жидкости, которые обеспечивают разделение пучка на элемен- 25 тарные волокна (1).

Известен также способ, в котором волокна на входе в электролит для:нанесения покрытий подвергают ультразвуковым колебаниям 2), 30

Однако эти способы являются технологически сложными и, кроме того, не обеспечивают получение достаточно равномерного металлического покрытия, так,как не все элементарные волокна, составляющие пучок, подвергаются одинаковой обработке.

Известен способ, в котором для улучшения смачивания поверхности пучок волокна обрабатывают путем кипячения в дистиллированной воде,а затем в сильном окислителе,например в смеси бихромата натрия и серной кислоты (3) .

Однако обработка в серной кислоте с добавкой бихромата натрия создает вредные условия труда и также не обеспечивает получение достаточно равномерного металлического покрытия на все элементарные волокна пучка °

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ подготовки поверхности изделий перед нанесением покрытий, включающий обработку ее.водной суспензией -мелкодисперсных частиц венской извести, представляющей собой смесь оксида магния, гидрооксида и карбоната кальция

f4j .

812854

Однако обработка в венской извести с рН > 11 применительно к углеродным волокнам нежелательна, ибо в щелочной среде с поверхности волокон выщелачиваются карбоксильные группы, которые придают ей способность смачиваться водою. Кроме того, венская известь плохо смывается с поверхности волокон, что ухудшает свойства конечного продукта.

Цель изобретения — повышение смачивания углеродных волокон водными электролитами, что способствует, в свою очередь, повышению равномерности полученных на них покрытий.

Указанная цель достигается тем, что процесс обработки ведут суспенэи- 15 ей, содержащей 50-200 г/л оксида магния, при температуре кипения в течение 5-30 мин.

При обработке пучка углеродного волокна по предлагаемому способу имело,ф место воздействие комплекса факторовхимических, физических, механических.

Дисперсная фаза

Жидкая фаза

Концентра Время об Краевой угол, ция дис- работки, град. персной мин фазы

62,4 + 0,8

54,1+ 0,5

33,1+ 0,7

32, 1+ О, 5

24,4+ 0,5

13, l + 0,5

Оксид магния Вода

30

11,4 + 0,5

8,5+ 0,3

6,4+ 0,1

Оксид магния Вода

30

5,3+ 0,2

4,5 + 0,1

3,9+ 0,1

Оксид магния Вода

100

3,4+ 0,2

3i3t 0,1

3,3+ 0,2

200 30

Оксид магния Вода

Оксид магния Вода

Эти факторы воздействуют на поверхность единичного волокна и на весь многожильный пучок волокон в целом, облегчая и интенсифицируя их обработку.

При практическом опробовании способа качество обработки, углеродных волокон оценивают по величине краевого угла смачивания.

Пример . Пучки углеродных волокон марки BMH-6 толщиной элементарных волокон 5-8 мкм обрабатывают следующим образом: сперва кипятят их в дистиллированной воде в течение

15 мин, а затем обрабатывают их кипячением в суспензии окиси магния (ГОСТ 4526-75) при разных концентрациях дисперсной фазы с разной продолжительностью. Образцы сушат в зкси-каторе в течение 48 ч. После сушки определяют краевой угол смачивания волокон дистиллированной водой. Экспериментальные данные приведены в таблице.

812854

Продолжение таблицы

Дисперсная Жидкая фаза фаза

Время об Краевой угол, работки, град мин

Концентра ция дисперсной фазы

21,7 +0,3

14 " 0,2

41,8 Ог2

14,3i 0 2

34,3+ 1,2

50 15

Окись алюминия Вода

Сульфат бария 60Ъ-ная азотная кислота

50

Вода

200

Венская известь

Гидроокись калия 5н Вода

81,2+ 1,7

200

Карбонат кальция Вода

39,1+ 1,6

200

"ВНИКНИ Заказ 704/33 Тираж 1048 Подписное филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4

Из таблицы видно, что при обработке волокон в суспензии с концентрацией дисперсной фазы 50-200 г/л получаются наименьшие величины краевых углов смачивания. При концентра- 30 ции дисперсной фазы 50-200 г/л и времени обработки 5-30 мин величины краевых углов близки между собой. Увеличение концентрации суспензии выше . 200 г/л и времени обработки выше 30мин35 (55 мин) мало влияют на величину краевого угла смачивания.

Исходя из полученных данных,оптимальная концентрация суспензии 50200 г/л и время обработки 5-30 мин. 4р

Величина краевого угла смачивания в 3 обеспечивает хорошее смачивание углеродного волокна водным раствором электролитов, что дает возможность

l наносить равномерные, прочносцепленные химические или электрохимические покрытия.

В этих суспензиях можно проводить многократную обработку многожильных пучков углеродных волокон, регулируя лишь концентрацию дисперсной фазы в So допустимых пределах. После обработки в суспензии волокна отмывают от частиц в дистиллированной воде.

Использование предложенного способа обработки многожильных пучков 55 углеродных волокон обеспечивает улуч:шение смачивания поверхности углеродных волокон водными растворами электролитов (снижение краевого угла смачивания от 62о до 3 ), равномерное нанесение покрытий на элементарные волокна, повышение сцепления покрытий с волокном, упрощение технологии нанесения покрытий на волокна,многократное использование суспензии.

Формула изобретения

Способ подготовки поверхности изделий перед нанесением металлических покрытий, включающий обработку ее водной суспензией мелкодисперсных частиц из неорганических соединений металла, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности покрытия поверхности углеродного волокна за счет улучшения ее смачиваемости электролитами„ процесс обработки ведут суспензией, содержащей 50200 г/л оксида магния, при температуре кипения в течение 5-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91309252, кл, С 7 В, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 462889, кл. С 25 D 5/00, 1973.

3 ° Bobka R.J. and Lowell Ь,P.

Jntegratod Research on Carbon Composite Materials, AFML†- TR-66 †31 PartI, Air Рorcе Ма ег1als Laboratorg,Oct, 1966, р. 144-152.

4. Бартл Д. и Мудрох О. Технология химической и электрохимической обработки поверхности металлов. М., Машгиз, 1971; с. 174.