表面处理
零件或构件在工作过程中，由于其表面的磨损、腐蚀和疲劳造成了十分惊人的经济损失，因而我们技术工作者用物理、化学、机械等方法来改变零构件表面的组织成分，即表面处理，获得要求的性能，以提高产品的可靠性或延长其寿命。
另外通过表面处理还可以充分发挥材料的潜力和节约能源，降低生产成本。所以设计者在进行零件、构件设计时应充分合理的选择各种表面处理。
今天在这里介绍常用金属的镀覆、化学、电化学处理层的表示方法，包括内容有：镀锌、镀铜、镀镍、镀镉、氧化、磷化、钝化等，按GB/T13911-1992的统一规定。技术工作者一定要注意到国家正处在向国际通行标准接轨，旧的标准不断修订，新的标准不断颁布。所以我们的图纸和技术文件努力把现行的最新国家标准贯彻到图中去，以跟上时代发展的步伐。
1、金属镀覆和化学处理表面方法用的各种符号
1）基体材料表示符号（常用基体材料）
材料名称符号
铁、铜 Fe
铜、铜合金 Cu
铝、铝合金 Al
锌、锌合金 Zn
镁、镁合金 Mg
钛、钛合金 Ti
塑料 PL（国际通用缩写）
金属材料化学元素符号表示：合金材料用其主要成分的化学元素符号表示，非金属材料用国际通用缩写字母表示。
2）镀覆方法处理方法表示符号：
方法名称符号（英文缩写）
电镀 Ep
化学镀 Ap
电化学处理 Et
化学处理 Ct
3）化学和电化学处理名称的表示符号
[
处理名称符号
钝化 P（不能理解为元素符号磷）
氧化 O
电解着色 Ec
磷化 Ph
阳极氧化 A
电镀锌铬酸盐处理 C
a.电镀锌光亮铬酸盐处理 C1A
b.电镀锌彩虹铬酸盐处理 C1B （漂白型）常用
c.电镀锌彩虹铬酸盐处理 C2C （彩虹型）常用
d.电镀锌深色铬酸盐处理 C2D
(符号-C；分级1、2；类型:）
2、金属镀覆和化学、电化学的表示方法（在图纸上的标记）
1）金属镀覆表示方法：
示例：
例（钢材，电镀铜10μm，光亮镍15μm，微裂纹铬μm）
例2. Fe/ （钢材。电镀锌7μm，彩虹铬酸盐处理2级C型）（彩虹型）
例（铜材，电镀光亮镍5μm，普通铬μm）
例（铜材，电镀铜20μm，化学镀镍10μm，电镀无裂纹铬μm）
例
（塑料，电镀光亮铜10μm，光亮镍15μm，普通铬μm）
2）化学、电化学处理表示方法
.
示例：
例Et·A·cl（BK)
（铝材，电化学处理，阳极氧化，着黑色）
例2. Cu/ct·P
（钢材，化学处理，钝化）
例ct·MnPh
（铜材，化学处理，磷酸锰盐处理）
例4. AI/et·Ec
（铝材，电化学处理，电解着色）
3、镀覆层处理层表示符号
,
4、后处理表示符号：
红色RD
橙色OG
黄色YE
绿色GN
后处理名称:
符号蓝（浅蓝）BU 紫（紫红）VT 灰（蓝灰）GY 白色WH 粉色PK
%
GD 金黄
青绿TQ
银白SR
…
常用镀覆层的标志新旧对照表
注：
1．基体材料在图样或有关得技术文件中有明确规定时，允许省。如：Al/Ct·O 可标注为Ct·O。
{
2．除贵金属（如：金，银、铑、铂等）镀层以外，设计要求零部件镀层厚度在3~5μm范围内时，允许仅标注镀覆层标志，不注出镀覆层厚度，如：Ep·Cr。对于镀覆层厚度要求大于5μm时，镀覆层厚度应在标志符号中给出，如：Ep·Cr8（表示电镀铬厚度为8μm）.
选用GB/T 13911-1992
《金属镀覆和化学处理表示方法》的原则
一、前言
GB/T 13911-1992《金属镀覆和化学处理表示方法》规定了金属镀覆和化学处理的表示方法，适用于金属和非金属制件上进行电镀、化学镀、化学处理和电化学处理的表示。对金属而言，若表面防护不当，就会使金属表面被锈蚀。金属的锈蚀在形式上有表面均匀锈蚀，表面局部锈蚀，或发生在金属内部的锈蚀。各种形式的锈蚀，都将使金属的机械、电气性能和表面质量受到严重的影响，从而降低设备的工作能力和使用寿命，严重的甚至报废。因此，金属表面的防护是一项很重要的工作。GB/T 13911-1992标准对镀覆的表示方法、标注阐述得很清楚，本文就该标准如何选用进行分析。
二、镀覆分类
在选用金属零件表面的涂覆时，应首先考虑表面镀覆的用途，主体金属的种类以及产品的使用环境条件等。表面镀覆按其用途一般分为三类：
(1)保护性表面涂覆。主要保护零件的主体金属在使用中免受腐蚀，如锌、镉和锡镀层。
(2)工作保护性表面涂覆。除了保护零件的主体金属免受腐蚀外，主要用于满足工作上的要求，如耐热、耐磨、稳定接触电阻及工艺涂覆等，如铬、镍和银的镀层等。
(3)保护装饰性涂覆。除了保护零件的主体金属免受腐蚀外，还要求零件表面美观，如镀镍、镀铜-镍-铬等。
三、电工产品金属电镀层选用原则
金属电镀层选用与电镀层的使用环境和基体材料有关，选用原则如下：
(1)金属电镀层的使用环境见表1。
表1 使用环境
(2).钢基体、铜及其合金上电镀层的规定，按多年的实践经验，以参考表2、表3选用。
表2 钢基体上镀覆
表3 铜基体上镀覆
(3)金属镀覆的外观等级的选用对设计者来说非常重要，下面就外观等级特征进行表述。外观等级分为四级，用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示，见表4。
表4 外观等级
四、新旧国标对照
GB/T 13911-1992已使用多年，但还有许多人对新旧国标的镀覆符号对应关系不清楚，下面列出新旧国标金属镀覆和化学处理表示符号对照表(表5)供大家参考。
表5 新旧国标表示符号对照表
五、结束语
本文还有许多表面处理的问题没有提到，如金属的“钝化”、“发蓝”都是一种氧化处理方法，锌及锌合金为阳极氧化以及电化学处理的金属表面不能再进行氧化等等，以后再进行专题探讨。我衷心地希望我们的设计者能选用好金属表面的涂覆，以提高产品质量，在世纪之年生产出更高质量的产品，服务于社会。
表1 常用金属镀覆和化学处理层新旧对照应用图表
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学院：材料科学与工程学院 研究方向：炭纤维及复合材料题目：炭纤维表面处理研究进展
炭纤维表面处理研究进展 摘要：本文简单介绍了炭纤维的表面性质，比如比表面积、粗糙度、表面化学结构、表面的润湿性，并针对国内外对炭纤维进行表面处理的气相氧化法、液相氧化法、电化学氧化法等方法进行论述，以及SEM、TMA、ILSS、XPS等表征手段进行分析，由于界面表征手段的多样性，和界面作为另一新相的特点，对未来研究工作的研究重点进行论述。 关键词：炭纤维；表面处理；表征方法；复合材料 1. 前言 ℃） —1400℃） 2000—3000℃）上图为制取沥青基炭纤维的整个过程，但是炭纤维一般很少直接
应用，大多是经过深加工制成中间产物或复合材料使用，由于在高温惰性气体中炭化处理，随着非碳元素的逸走和碳的富集，使其表面活性降低，表面张力降低，与基体的润湿性变差。此外，为了提高炭纤维的拉伸强度应尽可能的减少表面缺陷，因此比表面积也较小，一般不超过1㎡/g。这样平滑的表面与基体的锚定效应也较差，导致复合材料的层间剪切强度的降低，达不到实用设计的要求，为使炭纤维表面由增液性变为亲液性，就要对炭纤维表面处理使它的ILSS由55—70MPa提高到90MPa或95MPa，因此对炭纤维进行表面处理是使炭纤维用于实际投入市场的关键步骤，使性能达到实用和设计的要求。石墨纤维更需要表面处理。 2 炭纤维的表面性质 2.1 炭纤维的比表面积和表面粗糙度 对于高性能炭纤维，比表面积一般在1㎡/g以下，活性比表面积更小。经过表面处理后，活性表面积显著提高，炭纤维几乎提高2倍，ILSS也随之提高很多 2.2 炭纤维的表面化学结构 炭纤维表面不仅有焦油污染物而且含活性基团较少，表现出憎液性，表面处理时，不仅氧化刻蚀除去表面沉积物，而且进行表面氧化而引入含氧基团，呈现亲液性，化学反应历程如下:由C-H氧化成羟基进而成羰基最后氧化成羧基。处理后引入含氧官能团，表面含氧量显著增加，对水的润湿性大幅度提高，最终导致复合材料ILSS的显著提高。
钢铁表面主要表面处理标准 GB8923-88 中国国家标准 ISO8501-1：1988 国际标准化组织标准 SIS055900-1967 瑞典标准 SSPC-SP2，3，5，6，7和10 美国钢结构涂装协会表面处理标准 BS4232 英国标准 DIN55928 德国标准 JSRA SPSS 日本造船研究协会标准国标GB8923-88 对除锈等级描述： 喷射或抛射除锈以字母“Sa”表示。本标准订有四个除锈等级： Sa1 轻度的喷射或抛射除锈 钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮，铁锈和油漆涂层等附着物。Sa2 彻底的喷射或抛射除锈 钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且氧化皮，铁锈和油漆涂层等附着物已基本清除，其残留物应该是附着牢固的。 Sa2.5 非常彻底的喷射或抛射除锈 钢材表面应无可见的油脂，污垢，氧化皮，铁锈和油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。 Sa3 钢材表面外观洁净的喷射或抛射除锈 钢材表面应无可见的油脂，污垢，氧化皮，铁锈和油漆涂层等附着物,该表面应显示均匀的金属色泽。 手工和动力工具除锈以字母“St”表示。本标准订有二个除锈等级： St2 彻底的手工和动力工具除锈 钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。 St3 非常彻底的手工和动力工具除锈 钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽。
我国的除锈标准与相当的国外除锈标准对照表： 注：SSPC中的Sp6比Sa2.5 略为严格，Sp2为人工钢丝刷除锈，Sp3为动力除锈。 表面粗糙度及其评定 喷砂、抛丸、手工和动力除锈，其目的除达到前述一定的表面清洁度外，还会对钢铁表面造成一定的微观不平整度，即表面粗糙度。对于涂漆前钢铁表面的粗糙度通常以一些主要的波峰和波谷间的高度值来表示。钢铁表面粗糙度对漆膜的附着力，防腐蚀性能和保护寿命有很大影响。钢铁表面合适的粗糙度有利于漆膜保护性能的提高，粗糙度太小，不利于漆膜的附着力的提高，粗糙度太大，如漆膜用量一定时，则会造成漆膜厚度分布的不均匀，特别是在波峰处的漆膜厚度不足而低于设计要求，引起早期的锈蚀，此外，粗糙度过大，还常在较深的波谷凹坑内截留住气泡，将成为漆膜起泡的根源。 对于常用涂料，合适的粗糙度范围以39—75um为宜。
表面处理方法： 常用的表面处理方法主要有脱脂处理法、机械处理法和化学处理法三大类。选择表面处理法应考虑多种因素，其中主要包括： （1）表面污染物的种类。如动物油、植物油、矿物油、润滑油、脏土、流体、无机盐、水份、指纹等。 （2）污染物的物理特性。如污染物的厚度、紧密或疏松程度等。、 （3）胶接材料的种类。如钢材料可用碱溶液，而处理黄铜、铝材料时应考虑选用腐蚀性较小的温和溶液。 （4）需要清洁的程度。 （5）清洗液的清洁能力和设备情况。 （6）危险性和价格成本等。 金属表面处理方法 金属表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层。同时，也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质。油污及某些吸附物，较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理，或直接用化学处理。对于严重氧化的金属表面，氧化层较厚，就不能直接用溶剂清洗和化学处理，而最好先进行机械处理。 通常经过处理后的金属表面具有高度活性，更容易再度受到灰尘、湿气等的污染。为此，处理后的金属表面应尽可能快地进行胶接。 塑料表面处理方法 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。在通常情况下，热固性塑料要比热塑性塑料容易胶接。但它们的表面能量均低于玻璃、陶瓷、金属等亲水性材料，而且它们表面常会粘附脱模剂或逸出增塑剂，因此不易为胶粘剂所浸润，从而影响胶接强度。因此，一般均需对塑料进行表面处理。由于塑料的品种众多，各种性能差别很大，因此表面处理的方法也就很不相同。以下介绍几种常见的塑料表面处理方法。 橡胶表面处理方法 一般的橡胶材料表面都比较光滑，需要经机械处理或化学处理增加其粗糙度，才能达到较高的机械强度。 其它材料表面处理方法
目录1．电镀的定义和分类 1-1．电镀的定义 1-2．电镀的分类 1-3．电镀的常见工艺过程 2．常见电镀效果的介绍 2-1．高光电镀 2-2．亚光电镀 2-3．珍珠铬 2-4．蚀纹电镀 2-5．混合电镀 3．电镀件设计的常见要求 3-1．电镀件镀层厚度对配合尺寸的影响 3-2．电镀件变形的控制 3-3．局部电镀要求的实现 3-4．混合电镀效果对设计的要求 3-5．电镀效果对设计的影响 3-6．电镀成本的大致数据
1．电镀的定义和分类 1-1．电镀的定义 随着工业化生产的不断细分，新工艺新材料的不断涌现，在实际产品中得到应用的设计效果也日新月异，电镀是我们在设计中经常要涉及到的一种工艺，而电镀效果是我们使用时间较长，工艺也较为成熟的一种效果，对于这种工艺的应用在我们的产品上已经非常多，我们希望通过总结我们已有的经验作一些设计的参考性文件，可以更好的将电镀效果应用在我们的设计上，也更合理的应用在我们的设计上，可以为以后的工作带来一些方便。通过这种工艺的处理我们通常可以得到一些金属色泽的效果，如高光，亚光等，搭配不同的效果构成产品的效果的差异性，通过这样的处理为产品的设计增加一个亮点。 1-1-1．电镀的定义 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。简单的理解，是物理和化学的变化或结合。 电镀工艺的应用我们一般作以下几个用途： a．防腐蚀 b．防护装饰 c．抗磨损 d．电性能：根据零件工作要求，提供导电或绝缘性能的镀层 e．工艺要求 1-1-2．常见镀膜方式的介绍 这里从类同与电镀的一些工艺作分析介绍，以下的一些工艺都是在与我们电镀相关的一些工艺过程，通过这样的介绍给大家对这些工艺有一个感性的认识。 化学镀（自催化镀） autocalytic plating 在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。 电镀 electroplating 利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。 电铸 electroforming 通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。如下图所见的棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。 图 1-1 按键电镀效果1
这就是电镀与表面处理得表示方法【基体材料】/【处理方法】、【处理名称】【处理特征】、【后处理(颜色)】处理方法有：Ｅp-－电镀、Ａp--化学镀、Eｔ－-电化学处理、Ct－-化学处理处理名称有:Ｐ--钝化、O--氧化、Ａ--阳极化(包括草酸、硫酸、铬酸与磷酸)、Ｅｃ--电解着色等处理特征有:b－-光亮、s--半光亮、m--暗、ｈd--硬质、cd--导电、i--绝缘等等后处理有：Ｐ--钝化、O-－氧化、Ｃl--着色、S－-封闭、Pt--封闭等等例如: Al /Et、Ahd铝合金电化学硬质阳极化Ａl /Et、A、Cl(ｂk）铝合金电化学阳极化并着黑 金属电镀与喷涂表示方法 金属电镀与喷涂表示方法 (摘录标准:SJ2081８-200２电子设备得金属镀覆与化学处理） A1、1 金属镀覆表示方法: 基体材料/镀覆方法．镀覆层名称镀覆层厚度镀覆层特征.后处理 镀覆层特征、镀覆层厚度或后处理无具体要求时,允许省略。 例1：Ｆｅ/ Ep、Zn7、ｃ2C (钢材,电镀锌7μm以上，彩虹铬酸盐处理2级C型。) 例2:Ｆe / Eｐ、Nｉ２5dCr０、３mｐ (钢材,电镀双层镍2５μm以上,微孔铬0、3μm以上。） 例3：Ｃｕ/ Ｅp、Ni５bＣｒ０、3r (铜材，电镀光亮镍5μm以上,普通装饰铬0、３μm以上。) 例4:Ａｌ/Ap、Ｎi-P１3、Ep、Aｇ1０b/At、ＤJB-82３ (铝材，化学镀镍磷合金13μm以上,电镀光亮银10μm以上,涂ＤJB-823防变色处理。) A１、２化学处理与电化学处理得表示方法： 基体材料／处理方法.处理名称覆盖层厚度处理特征.后处理(颜色) 若对化学处理或电化学处理得处理特征,镀覆层厚度,后处理或颜色无具体要求时,允许省略。
电镀/电泳/锌镀/发黑/金属表面着色/抛丸/喷砂/喷丸/磷化/钝化电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。 电泳又名——电着 (著)，泳漆，电沉积。
发黑 钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层，提高钢件的防锈能力。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。 但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。 在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。 采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。 发蓝（发黑）的操作流程： 工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。 所谓皂化，是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸铁薄膜，以提高工件的抗腐蚀能力。 金属表面着色 金属表面着色，顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色，改变其单一的、冰冷的金属色泽，代之以五颜六色，满足不同行业的不同需求。给金属着色后一般都增加了防腐能力，有的还增加了抗磨能力。但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域，即用来美化生活，美化社会。 抛丸
电镀专业术语 1 电镀常识 表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。 1.1 前处理 零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。 1.2 中间处理 是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决于这一阶段的处理。 1.3 后处理 是对膜层和镀层的辅助处理。 2 电镀过程中的基本术语 2.1 分散能力 在特定条件下，一定溶液使电极（通常是阴极）镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。亦称均镀能力。 2.2 覆盖能力 镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。亦称深镀能力。 2.3 阳极 能够接受反应物所给出电子的电极，即发生氧化反应的电极。 2.4 不溶性阳极 在电流通过时，不发生阳极溶解反应的电极。 2.5 阴极 反应于其上获得电子的电极，即发生还原反应的电极。 2.6 电流密度 单位面积电极上通过的电流强度，通常以A/dm2 表示。 2.7 电流密度范围 能获得合格镀层的电流密度区间。 2.8 电流效率 电极上通过单位电量时，其一反应形成之产物的实际重量与其电化当量之比，通常以百分数表示。 2.9 阴极性镀层 电极电位的代数值比基体金属大的金属镀层。 2.10 阳极性镀层 电极电位的代数值比基体金属小的金属镀层。 2.11 阳极泥 在电流作用下阳极溶解后的残留物。 2.12 沉积速度 单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。 2.13 初次电流分布 在电极极化不存在时，电流在电极表面上的分布。 2.14 活化 使金属表面钝化状态消失的作用。
新产品与新技术 碳纤维的表面处理 吴 庆 陈惠芳 潘 鼎 (东华大学材料学院 上海200051) 摘 要 本文综述了碳纤维的表面结构与性能,介绍了两种通用的碳纤维表面处理方法:电化学氧化法和等离子氧化法;同时也总结了碳纤维表面处理对提高碳纤维/树脂复合材料界面的粘接机理。 关键词 碳纤维,表面处理,复合材料界面,粘接机理,IL SS SURFACE TREATMENT OF CARBON FIBER Wu Qing Chen Huifang Pan Ding (Material Depatment of Donghua University,Shanghai200051) Abstract A review of the surface structure and performance of carbon fiber is presented.Two general surface treatment method of carbon fiber is introduced:electrochemical and plasma oxidation; The adhesion mechanisms contributing to the improvements in the interface of carbon fiber/resin com2 posites are also summarized. K ey w ords carbon fiber,surface treatment,composite interface,adhesion mechanism,IL SS 碳纤维(CF)具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异的性能[1],这些性能使其成为近年来最重要的增强材料之一,从而在很多领域都得到了广泛的应用。 碳纤维绝大多数是以复合材料的形式使用,其中,又以碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)为应用的主要形式[2]。复合材料的性能不仅取决于其组成材料,更取决于其组成材料之间的界面质量,良好的界面结合能有效地传递载荷,充分发挥增强纤维的高强高模的特性,提高复合材料的机械性能[3]。但碳纤维/树脂两相界面之间的粘接性能相当差[4]。这就导致两者间较差的应力转移,以致不能充分发挥出复合材料潜在的力学性能。所以必须对碳纤维进行表面处理[5],从而提高复合材料的层间剪切强度(IL SS)。 本文将首先简要介绍碳纤维的表面结构与性能,在此基础上介绍两种通用的表面处理方法,并尝试对表面处理对界面粘接强度的促进机理作出解释。 1 碳纤维的表面结构与性能 111 碳纤维的结构 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的[6]。因此,碳纤维实际上几乎是纯碳(含碳量90%以上)。在热裂解下,排出其它元素,形成石墨晶格结构。但实际的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构,而是属于“乱层石墨结构”[7]。在乱层石墨结构中,石墨层片是一级结构单元,其直径约为200!;碳纤维的二级结构单元是石墨微晶,石墨微晶一般由数张到数十张层片组成,微晶厚度L c约100!,微晶直径L a约200!,层片与层片之间的距离叫面间距d(d约为314!);由石墨微晶再组成原纤结构,其直径为500!左右,长度为数千!,这是纤维的三级结构单元。最后由原纤结构组成碳纤维的单丝,直径一般为6～8μm。 通过在氧气(O2)等离子体中用腐蚀方法研究碳
表面处理 零件或构件在工作过程中，由于其表面的磨损、腐蚀和疲劳造成了十分惊人的经济损失，因而我们技术工作者用物理、化学、机械等方法来改变零构件表面的组织成分，即表面处理，获得要求的性能，以提高产品的可靠性或延长其寿命。 另外通过表面处理还可以充分发挥材料的潜力和节约能源，降低生产成本。所以设计者在进行零件、构件设计时应充分合理的选择各种表面处理。 今天在这里介绍常用金属的镀覆、化学、电化学处理层的表示方法，包括内容有：镀锌、镀铜、镀镍、镀镉、氧化、磷化、钝化等，按GB/T13911-1992的统一规定。技术工作者一定要注意到国家正处在向国际通行标准接轨，旧的标准不断修订，新的标准不断颁布。所以我们的图纸和技术文件努力把现行的最新国家标准贯彻到图中去，以跟上时代发展的步伐。 1、金属镀覆和化学处理表面方法用的各种符号 1）基体材料表示符号（常用基体材料） 材料名称符号 铁、铜Fe 铜、铜合金Cu 铝、铝合金Al 锌、锌合金Zn
镁、镁合金Mg 钛、钛合金Ti 塑料PL（国际通用缩写）金属材料化学元素符号表示：合金材料用其主要成分的化学元素符号表示，非金属材料用国际通用缩写字母表示。 2）镀覆方法处理方法表示符号： 方法名称符号（英文缩写） 电镀Ep 化学镀Ap 电化学处理Et 化学处理Ct 3）化学和电化学处理名称的表示符号 处理名称符号 钝化P（不能理解为元素符号磷） 氧化O 电解着色Ec 磷化Ph 阳极氧化 A 电镀锌铬酸盐处理 C a.电镀锌光亮铬酸盐处理C1A b.电镀锌彩虹铬酸盐处理C1B （漂白型）常用 c.电镀锌彩虹铬酸盐处理C2C （彩虹型）常用 d.电镀锌深色铬酸盐处理C2D (符号-C；分级1、2；类型:A.B.C.D） 2、金属镀覆和化学、电化学的表示方法（在图纸上的标记）
金属表面处理工艺有哪些_常见金属表面处理方法有哪些 金属表面在各种热处理、机械加工、运输的过程中，不可避免地会产生腐蚀、随着油污和杂质等，产生氧化现象，这就需要进行表面处理。 金属表面处理有很多种，按照其特性的不同可分为溶剂清洗、机械处理和化学处理三大类。根据不同氧化程度的金属表面，应采用不同的处理方式。如对于较薄的氧化层可采用溶剂清洗、机械处理和化学处理，或者直接采用化学处理，对于严重氧化的金属表面，由于氧化层较厚，如果直接采用溶剂清洗和化学处理，不但处理不彻底，还会浪费大量的清洗剂和化学剂，最好先采用机械处理。 溶剂清洗是对使用溶剂对金属表面进行清洗的一种处理方法，该方法可以有效去除工件表面的油污、杂质和氧化层，使工件表面获得清洁。经溶剂清洗后的金属表面具有高度活性，更容易受到灰尘、湿气的污染，所以处理后的工件还要进行喷涂、喷涂等表面处理，提高工件的抗腐蚀能力。 金属的表面处理有哪些？ 不锈钢：电镀、抛光、拉丝、电泳、PVD、蚀刻、彩色钝化 铝合金：阳极氧化、电镀、蚀刻 镁合金：电镀、钝化皮膜 钛合金：电镀、阳极氧化 锌合金：电镀、钝化 铸铝：电镀、阳极氧化 钢铁：钝化、磷化 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
碳纤维表面处理 碳纤维作为一种具有高强度高模量的先进材料，通常需要与其他基体材料进行复合制备成复合材料进行使用。由于碳纤维本身经过1300℃以上的高温处理，纤维中90%以上由碳元素组成，纤维表面活性官能团很少，具有较强的惰性，与高分子树脂等基体进行复合时，纤维与树脂的结合较差，影响纤维优异力学性能的发挥，并最终影响复合材料的性能。因此在碳纤维制备过程中，通常需要对碳纤维进行表面处理，增加其表面的活性基团，增强与树脂等基体之间的结合。 5.3.1 表面处理方法 由于碳纤维表面处理对其复合材料性能提高的作用，因此表面处理方法的研究也是碳纤维制备技术研究的重点。经过多年的研究，科研工作者开发了多种对碳纤维进行表面处理方法，表5.11列出了可以对碳纤维进行表面处理的不同方法及其影响因素。在这些处理方法中，目前应用在工业化生产上的基本上都是电解氧化法。 表5.11 碳纤维表面处理方法和影响因素 序 号 类型处理方法影响因素 1 气相氧化O2、O3、NO2、NO、SO2、NH3、空气、水蒸气/空气、NO/ 空气 时间、温度、浓度、流量2 液相氧化HNO3、H2O、KMnO4、NaClO3、Na2Cr2O7/H2SO4、H2O2/ H2SO4、 NaClO3/ H2SO4、KMnO4/ H2SO4 时间、温度、组成比例、 3 电解氧化氨水、碳酸氢铵、H2SO4、HNO3、H3PO4、NaOH、KOH、NaCl、 Na2CO3、NH4NO3、NaHCO3等水溶液时间、电压、电流密度、电解质浓度 4 催化氧化硝酸铜、醋酸铜、硝酸铅、硝酸亚铅、硝酸铁、硫酸铁、硝 酸铋、钒酸盐、钼酸盐 时间、温度、催化剂量 5 电引发聚 合物涂层丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、 醋酸乙烯、丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷 时间、电压、电流、溶剂、 单体浓度 6 聚合物电 沉积涂层苯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲基醚与马 来酸酐共聚物 时间、电压、电流、溶剂、 共聚物离子浓度 7 表面涂覆PVA、PVC、PAN、硅烷物，硬性聚氨酯炭黑树脂组成含量、涂覆量 8 高温气相 沉积SiC、TiC、TiO2、ErC、NiC、B、BN、NbC、TaC、石墨晶须、 碳 温度、时间、载气、试剂 含量 9 表面聚合 物接枝丙烯酸、丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丙烯腈、异 氰酸酯 时间、氧化程度、接枝量、 浓度 10 等离子体 处理O2、NH3、Ar、N2、空气、SiC涂层、AN聚合时间、真空度、功率、流 动速度 11 电子辐照γ射线等辐照剂量、时间 5.3.1.1 气相氧化法 气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂(如空气、氧等)中，在加温、加催化剂等特殊
碳纤维表面处理阅读报告 碳纤维是用分解温度低于熔融温度的纤维聚合物, 通过千度以上固相热解而制成的具有比强度高、比模量高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能, 在航天、航空等高科技领域中被广泛用于碳纤维增强复合材料。 表面物理性能主要包括表面形貌、表面沟槽大小及分布、表面粗糙度、表面自由能等。从表面形态上看, 碳纤维的表面有很多孔隙、凹槽、杂质及结晶, 这些对复合材料的粘结性能有很大影响。碳纤维表面的化学反应活性与其活性基团的浓度密切相关,而这些活性基团主要为羟基、羧基和环氧基团等含氧官能团,故O/C比(氧元素与碳元素比值)可以间接反映碳纤维的化学活性 传统的粘合理论认为被粘物表面的不规则性有利于粘合剂的填入,固化后粘合剂和被粘物表面发生咬合而固定,同时表面粗糙的被粘物会增加真实的粘结面积,粘合强度亦随表面粗糙度的增加而增加,所以碳纤维表面沟槽状态和表面粗糙度可能对其界面强度有影响。常用的表面处理方法有氧化法和非氧化法两大类。 氧化法 1.气相氧化法 气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂(如空气、O3等) 中, 在加温、加催化剂等特殊条件下使其表面氧化生成一些活性基团(如羟基和羧基)。经气相氧化法处理的碳纤维所制成的CFRP,弯曲强度、弯曲模量、界面剪切强度(IFSS) 和层间剪切强度(ILSS) 等力学性能均可得到有效提高, 但材料的冲击强度降低较大。此法按氧化剂的不同, 通常分为空气氧化法和臭氧氧化法。采用空气氧化时, 氧化温度对处理效果有显著影响。臭氧氧化法由于具有时间短、设备工艺简单、氧化缓和等特点, 也得到了广泛的应用。近年来, 利用惰性气体氧化法进行表面处理,也得到了研究人员的关注。 2. 液相氧化法 液相氧化法是采用液相介质对碳纤维表面进行氧化的方法。常用的液相介质有浓硝酸、混合酸和强氧化剂等。液相氧化法相比气相氧化法较为温和, 一般不使纤维产生过多的起坑和裂解。但是其处理时间较长, 与碳纤维生产线匹配难, 多用于间歇表面处理 3. 阳极氧化法 阳极氧化法, 又称电化学氧化表面处理, 是把碳纤维作为电解池的阳极、石墨作为阴极, 在电解水的过程中利用阳极生成的“氧”, 氧化碳纤维表面的碳及其含氧官能团, 将其先氧化成羟基, 之后逐步氧化成酮基、羧基和CO2的过程4等离子体氧化法 等离子体法主要是通过等离子体撞击碳纤维表面,从而刻蚀碳纤维表层,使其表面的粗糙度增加,表面积也相应增加。由于等离子体粒子一般具有几个到几十个电子伏特的能量,使得碳纤维表面发生自由基反应,并引入含氧极性基团。等离子体法还有可能使碳纤维表面微晶晶格遭到破坏,从而减小其微晶尺寸。 非氧化法 1. 表面涂层改性法 表面涂层改性法的原理是将某种聚合物涂覆在碳纤维表面, 改变复合材料 界面层的结构与性能, 使界面极性等相适应以提高界面粘结强度, 同时提供一个可消除界面内应力的可塑界面层。活性涂层可显著改善复合材料的剪切性能, 而
chromeplate：镀铬 Bright chrome plating：镀亮铬 white zinc-plating ：蓝白锌电镀 color-plated zinc:彩锌 Electrophoresis:电泳 powder coated：烤漆 1.电珍珠铬工艺常用语(Commonly used terminology in process for pearl chrome plating) 硫酸清洗 sulfuric acid clean 超声波除蜡ultrasonic clean 除油degreasing 电解除油 electro clean 酸浸 acid dip 预镀碱铜 alkali copper 焦铜 pyrophosphate copper 酸铜 acid copper 半光叻 semi-bright nickel 氯化叻 nickel chloride 珍珠叻pearl nickel 电铬chromium plated 热水洗 hot water rinsing
烘干 baking 2. 电光铬工艺常用语(Commonly used terminology in process for bright chrome plating) 三氯乙烯清洗 trichloroethylene clean 上挂具 racking 除蜡水洗 ultrasonic clean 电解缸 electro clean 酸水 acid dip 预红铜电镀 copper strike 电红铜 copper 酸水 acid 焦铜 pyrophosphate copper 酸铜 acid copper 半光叻 semi-bright nickel 氯化叻 nickel chloride 打底叻 primer nickel 镍色 bright nickel 电铬chromium plated 烘干baking 3.静电喷涂工艺常用语(Commonly used terminology in process for electrostatic coating) 合格件上挂 racking
表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。对于金属铸件，我们比较常用的表面处理方法是，机械打磨，化学处理，表面热处理，喷涂表面，表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去油污、去氧化皮等。 工件在加工、运输、存放等过程中，表面往往带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要合深层能牢固地附着在工件表面上，在涂装前就必须对工件表面进行清理，否则，不仅影响涂层与金属的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀，使涂层剥落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层，延长产品使用寿命的重要保证和措施。 表面处理应注意的 为提供良好的工件表面，表面处理有以下几点需注意： 1、无油污及水分 2、无锈迹及氧化物 3、无粘附性杂质 4、无酸碱等残留物 5、工件表面有一定的粗糙度 表面处理方法 手工处理： 如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳动强度大、生产效率低，质量差，清理不彻底。化学处理： 主要是利用酸碱性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污，再利用尼龙制成的毛刷辊或304#不锈钢丝（耐酸碱溶液制成的钢丝刷辊清扫干净便可达到目的。 化学处理 适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象，对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代
填空题 1. 碳纤维表面处理的方法有、、 和。 2. 纤维增强树脂的机械性能特点：、、 、。 3. 玻璃纤维增强水泥(GRC)中玻璃纤维的掺量范围。 4. 复合材料选用聚合物需要考虑的因素、、 。 5. 玻璃纤维表面处理方法有：、、。 6. 无机胶凝材料根据硬化条件不同分为和。 7. 镁质胶凝材料的原料主要有和。 8. 碳纤维表面处理的方法有、、 和。 9. 提高纤维增强塑料耐水性的方法有：、、 和。 判断题 1. 无碱玻璃纤维比有碱玻璃纤维耐酸性好。( ) 2. 菱镁矿的煅烧温度比白云石要高，菱镁矿的煅烧温度约为800~850°C，白云石的煅烧温度约为650~760°C。( ) 3. β型半水石膏硬化浆体比α型半水石膏硬化浆体的强度高。( ) 4. 在高分子化合物中引入庞大的侧基可以提高高分子化合物的热变形性。( ) 5. 用聚丙烯腈原丝制备碳纤维的碳化阶段，随热处理温度提高，纤维弹性模量和拉伸强度均提高。( ) 6. 活性填料与惰性填料在不同的场合，对于不同的树脂可以相互转化。( ) 7. 纤维状、片状填料既可以提高材料的机械强度也可提高材料的成型加工性能。( ) 8. 纤维增强塑料(FRP)的疲劳强度随纤维体积含量增加而提高。( ) 9. 树脂的电性能与其分子结构密切相关，一般，分子极性越大，电绝缘性越好。( ) 10. 纺织型浸润剂在玻璃钢成型时不必除去，可直接使用。( ) 11. 硅橡胶属于通用合成橡胶。( ) 12. 结晶聚合物没有精确的熔点，只存在一个熔融范围。( ) 13. 合成橡胶比天然橡胶工艺性好。( ) 14. 无碱玻璃纤维比有碱玻璃纤维耐水性好。( ) 15. 玻璃纤维增强水泥(GRC)的强度随纤维掺量增加而提高。( ) 16. 在玻璃纤维增强水泥(GRC)中，采用粉煤灰或细砂代替部分水泥用量，不仅能大大提高基体的体积稳定性，而且能提高GF的增强效果和复合材料的基本性
金属件常用表面处理方法 自行车常用的表面处理方式分类 1.涂装，包含电泳涂装、静电涂装、手工涂装、静电粉末涂装及流化床粉末涂装等； 2.电镀，常用的有普通镀锌（台资企业叫UCP，有蓝锌与白锌）、彩色镀锌、镀铬（又叫CP，有亮面与雾面之分）； 3. 化学镀，主要用于塑料件，先在工件表面化学镀一层铜或镍，然后再进行后续的电镀，最后一层大多为镀铬； 4. 阳极氧化、电解着色或染色，主要是针对有色金属之铝合金，以及现在新兴起的镁合金，处理后表面形成一层致密的氧化膜，可以是金属本色，也可以染成不同的颜色，由于具有坚硬耐磨，耐腐蚀性优良的特点，一般外边不在涂装油漆或粉末； 5. 抛光、磨花、拉丝，也是针对铝合金的一种处理方式，通过机械（手工或震动抛光）或化学的（三酸或两酸化学抛光或电化学抛光）处理方式，使得铝合金表面微观变得平整，达到不同级别的平滑光亮效果，然后喷透明漆，或继续在抛光的工件表面磨花或拉丝等处理后改变外观效果再进行涂装； 6. 防锈磷化与发黑处理，不具有装饰性，目的就是为了提高工件的防锈性能，主要用在花鼓、轴承的处理； 7. 达克罗处理，又叫达克锈处理或锌铬膜，即片状锌基铬盐防护涂层，是国际上金属表面处理的一种高新技术，一种防锈性能很好的涂装方式，达克罗不用电沉积方法而将工件直接浸入达克罗处理液中，或用刷涂、静电喷涂法使处理液粘附于工件表面，然后经烧结而成的含锌、铝及铬元素的无机转化膜。主要用在小零件的防锈处理上，如螺丝螺帽等，也可应用在链条、支撑、泥除脚、车首竖杆、货架、停车架 ED电著处理意思金属表面电着色 一般来说,电镀的成膜物质是金属,电泳的成膜物质是树脂. 非金属(如塑料)可以电泳,但要求先电镀,再电泳,因为塑料的耐温较低,对电泳漆的选择就要多注意了 BED电泳, -----电泳的成膜物质是树脂
一般的橡胶材料表面都比较光滑，需要经机械处理或化学处理增加其粗糙度，才能达到较高的机械强度。 橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。合成橡胶又可分为氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶和氟橡胶等品种。其中，硅橡胶和氟橡胶分子结构饱和，化学惰性大，表面能低，较难胶接。目前，通常采用涂一层硅烷类处理剂的方法。 [方法1] 本方法为研磨法。 对天然橡胶，用刷子轻轻研磨，吹去细粒，再用甲苯或丙酮擦拭。 对合成橡胶，先用甲醇洗净表面，随后用细砂皮研磨，再以甲醇洗净，干燥。 [方法2] 本方法为硫酸法。 对天然橡胶，在浓硫酸中浸渍10-15min，待硬的表面生成后，用蒸馏水洗净（或先以5-10%的氨水浸渍5min后再洗净），在室温下干燥。再把橡胶弯折，使表面产生细裂缝，经增加表面积，提 高胶接强度。 对合成橡胶，先用甲醇擦拭，再在浓硫酸中浸渍10-15min，然后用蒸馏水洗净。再用28%的氨 溶液，于室温下浸渍5-10min，再用蒸馏水洗净。并且反复弯折，使表面产生细裂缝。 [方法3] 本方法适用于硅橡胶。 经木锉适当粗化表面后脱脂。再于1%的四氯化硅烷的甲苯溶液中处理10min后晾干。 或者，经粗化、脱脂后，用5-10%的钛酸叔丁酯的二氯乙烷溶液涂刷，在空气中晾干。 或者，经粗化、脱脂后，涂一层下述溶液： 乙烯基三乙氧基硅烷 100 过氧化二苯甲酰 5 硼酸 [方法4] 本方法适用于氟橡胶。
经木锉适当粗化表面后，在下述溶液中于室温下浸渍数分钟：乙炔钠（或乙炔锂） 6 氢氧化铵 1000 取出水洗、晾干。 或者，涂一层丙烯基三乙氧基硅烷后干燥30min。
电镀的表示方法 HES A 3010-99A （版本号：1） 1.范围 本标准规定了电镀、化学镀及电化学（*1）（以下简称电镀）的产品图样上的表示方法。 注（*1）防腐蚀、防锈及装饰以外还包括为性能、机能而进行的电镀。 注：本标准不仅用于产品图纸 2. 电镀表示方法 电镀表示方法如下，可以省略不必要的符号(*2)。 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） [其它] 3.符号 3.1表示电镀的符号： 电 镀…… M 化学镀……Mc 电化学…… Md 3.2基体材料种类符号： 材料种类见表1
HES A 3010-99A （版本号：1） 3.3镀层种类符号 镀层的种类用最后镀层的元素符号来表示，当镀合金时，在各元素符号中间点“·”见表2。 3.4电镀等级或厚度符号 1）电镀等级用HES规定的电镀等级数字表示。 注：HES D 2003（电镀）及HES D 2011（工业用镀铬）规定的相应等级。 2）在HES中，无电镀等级规定的电镀，镀层的厚度用微米表示，单位(μm)表示数值，在（）中标注上、下限值。 例：MFC u(1~3)……表示厚度为1~3μm的镀铜。 MBiCr(20~30)……表示厚度为20~30μm的工业用镀铬。 3.5适用标准 适用标准号是表示规定电镀质量的HES标准的编号，用标准分类代号和序号表示。 这只表示被规定的电镀（*5），其它可以省略。 例：MBiCr2—D2011—H 表示适用标准（HES D 2011） 注：(*5)在HES D 2011中规定的电镀。 3.6后处理的符号 后处理是用短线段把表3中所示的后处理符号连结起来表示，进行两种以上后处理时，按照进行顺序从左到右记，在各个后处理符号中间加“·”。 去氢处理按HES A 3032。
碳纤维表面氧化处理方法简介 摘要：简单介绍目前可用的碳纤维表面处理方法，对每种方法的实用性及优缺点作简单对比。 对碳纤维表面处理有重要作用：提高碳纤维表面与树脂的反应活性；增加碳纤维与树脂基体的粘接强度；改变碳纤维表面的物理化学形态；调节复合材料的界面相容性。碳纤维的表面处理方法很多，其中，在工业生产碳纤维上到到实际应用的主要有阳极电解氧化法和气相氧化法。等离子氧化刻蚀法、液相氧化法主要用于间歇处理和机理研究。 1)气相氧化法 气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂(如空气、臭氧等)中，在加温、加催化剂等特殊条件下使其表面氧化生成一些活性基团(如羟基和羧基)。经气相氧化法处理的碳纤维所制成的碳纤维增强塑料CFRP的弯曲强度，弯曲模量，界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(IISS)等力学性能均可得到有效提高，但材料的冲击强度降低较大。此法按氧化剂的不同，通常分为空气氧化法和臭氧氧化法。 贺福等用O3 氧化法对碳纤维的表面进行氧化处理，使碳纤维复合材料(CFRP) 的层间剪切强度提高了40 %～76 % ，他们将原因归于纤维表面的化学官能团和比表面积的增加，而物理的“锚锭效应”是次要的。 W. H. Lee 等[2]将碳纤维在氧气与氮气的混合气体中进行氧化处理,发现氧化处理的纤维和未处理的纤维表面最大的区别是处理后的纤维表面有较多的羰基。氧化处理的纤维增强的复合材料，其剪切强度比未处理的提高了69 % ,因此他们也将原因主要归于纤维表面官能团的改变，认为羰基在纤维与树脂的界面处起到了改善界面结合强度的作用，从而改善了复合材料的性能。 气相氧化法与其它方法比较，显著的优点是设备和工艺简单，成本低，氧化性气体可用空气、氧气、臭氧、二氧化碳和水蒸气等。其中，臭氧氧化法的工艺参数易于控制，处理效果显著，已得到实际应用。 2)液相氧化法
表面处理方法常用的表面处理方法主要有脱脂处理法、机械处理法和化学处理法三大类。选择表面处理法应考虑多种因素，其中主要包括：（1）表面污染物的种类。如动物油、植物油、矿物油、润滑油、脏土、流体、无机盐、水份、指纹等。（2）污染物的物理特性。如污染物的厚度、紧密或疏松程度等。（3）胶接材料的种类。如钢材料可用碱溶液，而处理黄铜、铝材料时应考虑选用腐蚀性较小的温和溶液。（4）需要清洁的程度。（5）清洗液的清洁能力和设备情况。（6）危险性和价格成本等。现对常用的表面处理方法介绍如下。一、脱脂处理法（一）溶剂脱脂法有机溶剂能有效地除去表面上的油污。对于清洗脱脂所用的有机溶剂要求能具有如下的性能：（1）溶解污物的能力强；（2）比热或潜热低；（3）不燃；（4）无毒；（5）化学性能稳定，对处理表面呈惰性；（6）沸点较低；（7）在气态时比空气重，在液态时也有较大的密度；（8）具有低表面张力等。能满足上述所要求的有机溶剂事实上并不存在。因此必须按照具体情况，选择较为合适的溶剂种类。通常采用的有机溶剂有：丙酮、苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳、醋酸乙酯、香蕉水、汽油等。对于大批量的连续生产的胶接件，最好采用三氯乙烯蒸汽浴除油脂。采用溶剂脱脂也容易出现部分污染物凭借溶剂全面扩散的现象。在这种场合，应经常更换溶剂并反复清洗。一般应采用少量多次的方法去除油脂。另外，采用溶剂脱脂时，一定要有必要的晾干时间，否则由于溶剂残留在胶接件表面上而使其胶接强度下降。对于大面积的胶接件表面，可采用从上至下或从左到右一个方向擦拭，反复进行，直至无油污为止。也有一些采用溶剂除油脂后，再用除垢剂进行冲洗。由于许多有机溶剂均为易燃物质，因此在用这些溶剂去除油脂时，必须遵守易燃易爆物操作的有关规定。如果把溶剂脱脂与超声波脱脂合并使用，则其处理效果更好。表2 示出了钢的溶剂脱脂处理及与超声波脱脂处理并用的效果。表 2 溶剂脱脂的处理效果处理方法未处理甲苯脱脂庚烷脱脂丁酮脱脂抗剪强度比较值（%）28 93 93 94 醋酸乙酯脱脂三氯乙烯脱脂甲基三氯甲烷，超声波5min 脱脂甲基三氯甲烷，超声波13 min 脱脂甲基三氯甲烷，超声波20min 脱脂（二）高温脱脂及除积炭100 100 110 113 114 此方法一般用于使用过的胶接件脱脂除油处理。由于胶接件长期使用，表面容易吸附或沉积油污，在胶接前如不除尽油污，在胶粘剂与胶接件表面之间便会形成一个油膜隔离层，从而严重影响胶接强度。对于这些胶接件，如允许采用高温处理时，可将它们置于200-250°C 的电热鼓风干燥箱中。如胶接件太大，无法加入电热鼓风干燥箱，则可采用几个红灯或喷灯局部加热，使胶接件表面及周围的油脂渗出，然后用干净棉纱揩擦，再用溶剂除油。必须指出，在用溶剂除油时，溶剂一定要与火源隔开，以防发生意外。对于返修的旧制件，如果上面沉积有坚韧的积炭薄层，则在胶接修补前必须将积炭仔细除去。积炭一般由燃烧产物、金属氧化物、尘埃、油脂及其胶质油泥沉积物等复杂成份组成。清除积炭的方法可分为机械处理和化学处理两种。但无论使用什么方法，都需事先除油脱脂。机械处理主要用手工工具刮除，如用钢丝刷、铜丝刷、刮刀、风动工具等清除。必要时先将制件在煤油中浸泡一段时间，然后用磨料等清除。化学处理又分为碱性熔盐浴法和溶液处理法两种。碱性熔盐浴的配方如下：氯化钠 5 氢氧化钠6.5 硝酸钠30 将上述混合物熔融，再将制件在250°C 下置于上述熔融浴中处理，处理时间视具体情况而定。溶液处理法清除积炭的配方及工艺条件如下：[配方1] 氢氧化钠[配方2] 碳酸钠[配方3] 氢氧化钠10 [配方4] 碳酸钠 1.9 水玻璃0.9 软皂 1 水100 处理条件：90-95°C ，2-4h 。处理对象：铝。（三）化学脱脂如果条件许可，对胶接件最好采用化学脱脂法。在化学脱脂法以及在后面所述的化学处理法的配方中所用的水，均为软水或纯水，即用一般容易得到的蒸馏水来配制处理溶液。洗涤用水采用自来水。钢材的化学脱脂法所用的溶液配方如下：[配方1] 硅酸钠10 [配方2] 氢氧化钠10 碳酸钠50 硅酸钠50 水1000 将胶接件在上述溶液中于80-100°C 下处理30min ，然后水洗、干燥。水洗时必须要多次充分冲洗，将胶接件表面上残留的碱液洗涤干净，否则将会影响胶接强度。另外，对铝合金