成果信息

聚合物基复合材料表面金属化常用的方法有真空蒸镀金属法、真空离子镀金属法、电镀法、化学镀法、电铸法、表面直接喷涂金属法等。这些方法各有其优缺点：如真空蒸镀和真空离子镀的镀层厚度均匀，但所需设备昂贵且制件尺寸受设备大小限制，涂层较薄且制备成本较高。电镀法工序复杂，镀层附着力相对较低；化学镀是大多数电镀工艺中都必须涉及到的，通常作为塑料制品电镀的前处理工艺，其优点是镀层致密、孔隙率低、适用的基体材料范围广，可在金属、无机非金属及有机物上沉积镀层；缺点是镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度慢、不易制备厚涂层，存在环境污染。电铸法可制取高光洁度、高导电性、高精度、内腔结构复杂的制件，但每做一个制件就需一个模具，模具成本高、生产周期长。热喷涂法是把金属颗粒加热到熔融状态后沉积到基板或工件表面形成涂层；但聚合物基板材料的熔点很低，热喷涂时熔融金属颗粒和高温焰流将对聚合物基板材料表面产生严重的破坏；而且由于热喷涂的加热温度较高，所制备的金属涂层由于氧化和孔隙的产生很难满足使用要求。冷喷涂技术不需要或者只需要很少量的热量输入，加热温度低、颗粒飞行速度高，这就有效防止了热喷涂时的热影响，减少了基体表面三维畸变，涂层中氧化、相变的发生，涂层残余热应力小，可制备厚涂层；另外，与热喷涂一个相同的技术优势是通过机械手挟持喷枪或者把基体工件放在数控工作台上，能够实现对一些复杂表面、较大工件的喷涂，加工灵活，适应性强。目前可制备纯Al涂层和Al-Cu等多层结构。 )

背景介绍

复合材料模具表面金属化技术即电铸技术，并且制造出表面采用金属壳、背面采用分层制造、逐层叠加的非金属增强材料的新型模具。这种模具将金属模具精度高、尺寸稳定、寿命长的优点和非金属模具制造周期短、重量轻、成本低的优点集中于一体。 电铸属于金属电沉积的范畴，它是利用金属或非金属的物体型模作为阴极，在其表面进行金属电沉积，然后将金属电沉积层与型模分离，得到物体的正像金属复制品的工艺过程。 )

应用前景

聚合物基复合材料在工业和国防领域均有广泛的应用。聚合物基复合材料表面的金属化不但能够提高材料耐腐蚀及抗老化性能，起到保护本体的作用，还能实现一些特殊的功能，如导电、导热涂层、电磁屏蔽涂层、辐照防护涂层等。结合冷喷涂在制备表面涂层方面高效、灵活、快捷、环保的优势，这项技术应用前景广阔，市场价值巨大。)