電子戰已成為現代戰爭中一個重要的組成分,世界各國竟相開發出各種電子對抗技術,使得電子戰已突破了通訊、雷達等以自衛為目的的干擾范疇,向著指揮、指控、光電及計算機等諸多體系間的對抗發展。現代戰場的電磁環境日益惡劣,特別是當電磁波穿透武器系統的敏感器件時,極易使指揮控制系統失效或指令錯誤,或使火工品、彈藥、電爆裝置、電子引信等在電磁能量的作用下發生燃燒爆炸,嚴重影響武器裝備的安全和使用性能。
環氧樹脂基復合材料具有質輕、比強度高、耐腐蝕、耐老化、高性價比、成型工藝簡便等優點,在巡航導彈、火箭炮等武器裝備上大量應用。傳統的環氧樹脂基復合材料由于介電常數低,屬于絕緣材料,透波率較高,已不能滿足現代戰爭中武器裝備對電磁屏蔽性能的要求。因此,對環氧樹脂基復合材料進行表面金屬化處理,使其具有金屬般的導電性和微波不透過性,是材料應用過程中的研究重點。
電鍍是實現復合材料表面金屬化的一種有效技術,在金屬和非金屬表面處理中有廣泛的應用。但環氧樹脂基復合材料由于環氧樹脂的耐酸腐蝕性能優異,采用普通的電鍍工藝很難實現其表面金屬化。通常采用表面噴涂導電涂料、成型時貼金屬膜共同固化或直接噴涂金屬的方法,但存在電磁屏蔽性能不理想、工藝復雜不易控制或成本太高等缺點,目前國內尚未見到環氧樹脂基復合材料電鍍的相關報道。本文采用一種特殊的環氧樹脂基復合材料表面活化處理技術,在不影響材料成型工藝、成分和性能的前提下,采用現有成熟的塑料件電鍍工藝,實現大型環氧樹脂基復合材料構件表面的金屬化,目前已取得工程化應用。
試驗
1.1電鍍工藝
環氧樹脂基復合材料電鍍工藝流程見圖1。
環氧樹脂基復合材料表面金屬化處理研究
點擊此處查看全部新聞圖片
環氧樹脂基復合材料電鍍中的關鍵工藝包括復合材料表面的特殊活化處理、粗化和敏化。復合材料活化主要利用自制試劑對材料表面進行處理,降低材料表面的耐酸腐蝕性,使其電鍍工藝的粗化效果達到與塑料件相同。粗化工藝是提高鍍層與基材附著力的關鍵,采用的粗化溶液為CrO3-H2SO4型,粗化溫度控制在60~80℃,粗化時間為5~10min。敏化主要是在經過粗化的復合材料表面吸附一層易于氧化的金屬離子,為下一步進行化學鍍鎳提供結晶中心,敏化時間為15~20min。電鍍工藝的各階段主要材料和配比見表1。
環氧樹脂基復合材料表面金屬化處理研究
1.2性能測試
1.2.1鍍層與基材附著力測試
取完成電鍍后的復合材料試板,按GB/T5270-2005的規定,采用手工在試板鍍層上用切割刀具切割間隔2mm的6條平行線,切割時應劃透鍍層到復合材料基材,然后觀察試驗面上各平行線間的任一鍍層是否從復合材料基材上剝落。