碳纤维增强聚醚醚酮化学镀镍磷合金工艺及镀层性能

周柏玉 ，李凌华，张丽芳，黄仁超，李光玉

（1.郴州职业技术学院现代装备制造学院，湖南 郴州 432000；2.吉林大学材料科学与工程学院，吉林 长春 130025）

节约资源和保护环境是我国的基本国策，节能减排已成为工业发展的重要使命。轻量化是航空航天、汽车等领域节能减排的重要手段之一，选用比强度高的高分子材料替代金属是实现轻量化的最有效方法。聚醚醚酮(PEEK)因优异的耐热稳定性、耐腐蚀性、阻燃性、耐疲劳性和高比强度而被广泛应用在汽车、航空航天、飞机[1-2]等领域。但PEEK是绝缘体，对电磁波没有屏蔽作用，而电磁辐射对人体、环境等有不利影响，这严重限制了PEEK的使用范围。虽然研究人员通过复合来改善它的性能，但是其电磁屏蔽性能与金属相比还是差距很大[3-7]。

通过表面处理技术在材料表面沉积金属层是改善高分子材料导电性，提高其电磁屏蔽性能的最有效方法。化学镀操作简单、对设备要求低，已被广泛应用于复杂形状高分子零件的表面金属化[8-9]。其中化学镀镍磷(Ni–P)是最早被发现和得到应用的化学镀技术，所制镍磷合金镀层的导电性[10-11]、摩擦学性能[12]、耐蚀性[13]等性能优异。为方便 PEEK在电磁辐射环境下使用，本文采用化学镀在碳纤维(CFs)体积分数为30%的PEEK表面化学镀镍磷合金，探索了工艺参数对沉积速率和电磁屏蔽效能的影响。

1 实验

1.1 原料

基材是由吉大特塑工程研究有限公司提供的 30vol.%CF-PEEK复合材料，经模压成型制成，直径100 mm，高2 mm，如图1所示，其中碳纤维的体积分数为30%，碳含量大于93%，外观呈团絮状，密度0.935 g/m3，拉伸强度3 530 MPa，拉伸模量230 GPa，断裂伸长率1.5%。……