本發(fā)明涉及sic纖維，尤其是涉及一種sic纖維連續(xù)電鍍的裝置。

背景技術(shù)：

連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料是由力學(xué)性能優(yōu)異的連續(xù)纖維作為增強(qiáng)體，與金屬基體復(fù)合而成。與傳統(tǒng)的金屬材料相比，它具有高的比強(qiáng)度和比模量；與樹脂基復(fù)合材料相比，它具有優(yōu)異的耐熱性和導(dǎo)電性；與陶瓷基復(fù)合材料相比，它具有高韌性和高沖擊性能。因此，連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料在先進(jìn)武器、航空航天、核能及電氣等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

由日本東北大學(xué)yajima教授開發(fā)的先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備的連續(xù)碳化硅(sic)纖維具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高模、耐高溫、抗氧化等優(yōu)異性能，且與金屬在高溫下相容性好，不易發(fā)生界面反應(yīng)，因此是高性能金屬基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)纖維。

但sic纖維與液態(tài)金屬浸潤(rùn)性差，如按照傳統(tǒng)浸潤(rùn)等方法直接制備復(fù)合材料，復(fù)合后的纖維與基體界面黏結(jié)性能差，導(dǎo)致復(fù)合材料力學(xué)性能差。若在sic纖維表面預(yù)先制備金屬涂層則可以有效解決上述問題。如果采用傳統(tǒng)的cvd等氣相沉積方法來涂層，不僅速度慢，且設(shè)備、原料要求高，能耗高，不適合大規(guī)模應(yīng)用；采用化學(xué)鍍，只能批次生產(chǎn)，鍍液只能使用次數(shù)極少，浪費(fèi)嚴(yán)重且產(chǎn)生大量的廢液。由先驅(qū)體法制備的sic纖維具有一定的電導(dǎo)率，故可用電鍍方法做涂層。但由于sic電阻大，當(dāng)有電流通過時(shí)，會(huì)在其軸向形成大的電位壓降。當(dāng)采用傳統(tǒng)的靜態(tài)電鍍方法對(duì)sic纖維進(jìn)行電鍍時(shí)，不僅生產(chǎn)效率低下，而且還會(huì)由于sic纖維的電阻效應(yīng)導(dǎo)致電流在sic纖維上分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致鍍層厚度嚴(yán)重不均勻。以上各種制備涂層方法的缺點(diǎn)，制約了連續(xù)sic纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、生產(chǎn)效率高且能保證鍍層厚度均勻一致的一種sic纖維連續(xù)電鍍的裝置。

本發(fā)明設(shè)有電源設(shè)備、導(dǎo)電輪、第1絕緣導(dǎo)輪、第2絕緣導(dǎo)輪、第3絕緣導(dǎo)輪、電鍍槽體和收線部件；所述電源設(shè)備用于安裝各種零部件的支架，所述導(dǎo)電輪固定在支架左上方，所述第1絕緣導(dǎo)輪固定在支架上且位于導(dǎo)電輪正下方；所述第2絕緣導(dǎo)輪安裝在支架上且位于第1絕緣導(dǎo)輪右下方；所述第3絕緣導(dǎo)輪固定在支架上且位于第2絕緣導(dǎo)輪水平右側(cè)；所述電鍍槽體放置在支架底座上；所述收線部件固定在支架上且位于第3絕緣導(dǎo)輪右上方。

所述導(dǎo)電輪可設(shè)有2個(gè)導(dǎo)線凹槽；所述第2絕緣導(dǎo)輪和第3絕緣導(dǎo)輪的導(dǎo)線凹槽均部分浸沒在鍍液中；所述第2絕緣導(dǎo)輪可以水平改變位置以調(diào)整浸在鍍液中的sic纖維的長(zhǎng)度；所述電鍍槽體的內(nèi)部可放有由4個(gè)絕緣螺桿撐起的放置陽極板的槽內(nèi)絕緣板，電鍍槽體的內(nèi)部側(cè)邊可固定一個(gè)用于電鍍液溢出的擋板；所述收線部件可由速度可調(diào)的馬達(dá)帶動(dòng)絕緣收線輪轉(zhuǎn)動(dòng)收卷電鍍好的纖維。

所述電源設(shè)備可采用直流電源，所述直流電源的正極連接金屬板，負(fù)極連接導(dǎo)電輪；裝在盤中的sic纖維先繞過導(dǎo)電輪的第1個(gè)導(dǎo)線凹槽，之后繞過第1絕緣導(dǎo)輪，再繞過導(dǎo)電輪的第2個(gè)導(dǎo)線凹槽，繞過導(dǎo)電輪后，sic纖維再繞過第2絕緣導(dǎo)輪和第3絕緣導(dǎo)輪，最后由收線部件將其卷繞起來。

隨著電機(jī)帶動(dòng)收卷輪旋轉(zhuǎn)，sic纖維帶動(dòng)有一定阻力的導(dǎo)電輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而在導(dǎo)電輪與收卷輪之間的纖維產(chǎn)生一定的張力。這樣，金屬離子在sic纖維表面發(fā)生電沉積的同時(shí)，收線部件帶動(dòng)sic纖維在電鍍液中均勻緩慢水平移動(dòng)至離開鍍液，連續(xù)的電鍍保證了電流密度sic纖維各處在鍍液中分布穩(wěn)定，進(jìn)而避免了sic纖維電鍍時(shí)電阻效應(yīng)帶來的涂層不均的現(xiàn)象，最后在sic纖維表面獲得厚度均勻一致的金屬鍍層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：使電流在sic纖維表面分布穩(wěn)定，消除sic纖維電鍍時(shí)因特有的電阻效應(yīng)導(dǎo)致的鍍層厚度不均勻問題；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、生產(chǎn)效率高，可用于工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的總體示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例導(dǎo)電輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例絕緣導(dǎo)輪示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例收線輪及調(diào)速電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有待電鍍的sic纖維1、直流電源2、帶有導(dǎo)電軸承14和固定的導(dǎo)電輪3；位于導(dǎo)電輪3正下方的第1絕緣導(dǎo)輪4；位于第1絕緣導(dǎo)輪4右下方的第2絕緣導(dǎo)輪5；位于第2絕緣導(dǎo)輪5水平右側(cè)的第3絕緣導(dǎo)輪6；放置在底部的電鍍液槽7；位于第3絕緣導(dǎo)輪6右上方的收線輪12及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)13。

所述導(dǎo)電輪3設(shè)有2個(gè)導(dǎo)線凹槽；所述第2絕緣導(dǎo)輪5和第3絕緣導(dǎo)輪6凹槽部分浸沒在鍍液中；所述第2絕緣導(dǎo)輪5可以水平改變位置以調(diào)整浸在鍍液中的sic纖維的長(zhǎng)度；所述電鍍液槽7，其內(nèi)部放有由4個(gè)絕緣螺桿9撐起的放置陽極板11的絕緣槽內(nèi)板8；其內(nèi)部側(cè)邊固定一個(gè)讓鍍液溢出的擋板10；所述收線輪12是由速度可調(diào)的電機(jī)13驅(qū)動(dòng)來收卷電鍍好的sic纖維。

采用本發(fā)明對(duì)連續(xù)sic纖維進(jìn)行電鍍時(shí)，將電源正極連接陽極板11，負(fù)極連接導(dǎo)電輪3；裝在盤中的sic纖維先繞過導(dǎo)電輪3的第1個(gè)導(dǎo)線凹槽，之后繞過第1絕緣導(dǎo)輪4，再繞過導(dǎo)電輪3的第2個(gè)導(dǎo)線凹槽。過了導(dǎo)電輪3后，sic纖維再繞過第2絕緣導(dǎo)輪5和第3絕緣導(dǎo)輪6，最后由收線輪12將其卷繞起來。這樣，金屬離子在sic纖維表面發(fā)生電沉積的同時(shí)，收線輪12牽引sic纖維在電鍍液中勻速緩慢速水平移動(dòng)至離開鍍液，保證了sic纖維各處在鍍液中電流密度分布穩(wěn)定，進(jìn)而消除了sic纖維電鍍時(shí)特有的電阻效應(yīng)，最后在sic纖維表面獲得厚度均勻一致的金屬鍍層。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種SiC纖維連續(xù)電鍍的裝置，涉及SiC纖維。設(shè)有電源設(shè)備、導(dǎo)電輪、第1絕緣導(dǎo)輪、第2絕緣導(dǎo)輪、第3絕緣導(dǎo)輪、電鍍槽體和收線部件；所述電源設(shè)備用于安裝各種零部件的支架，所述導(dǎo)電輪固定在支架左上方，所述第1絕緣導(dǎo)輪固定在支架上且位于導(dǎo)電輪正下方；所述第2絕緣導(dǎo)輪安裝在支架上且位于第1絕緣導(dǎo)輪右下方；所述第3絕緣導(dǎo)輪固定在支架上且位于第2絕緣導(dǎo)輪水平右側(cè)；所述電鍍槽體放置在支架底座上；所述收線部件固定在支架上且位于第3絕緣導(dǎo)輪右上方。使電流在SiC纖維表面分布穩(wěn)定，消除SiC纖維電鍍時(shí)因特有的電阻效應(yīng)導(dǎo)致的鍍層厚度不均勻問題；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、生產(chǎn)效率高，可用于工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李思維;萬超;涂惠彬;陳立富;湯明;黃金秋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.14
技術(shù)公布日：2017.09.05