Способ электролитического нанесения покрытий на углеродные волокна

 

Использование: электролитическое нанесение покрытий на графитовые материалы , в частности на непрерывныеуглеродные волокна. Сущность изобретения: волокно протягивают через ванну, имеющую форму U-образной трубки с подачей отрицательного и положительного потенциалов на входе в выходе волокна. В середину трубки подают струи электролита под углом 30-80° по ходу движения волокна, а в анодной ветви U-образной трубки устанавливают дополнительный анод. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 25 D 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕ НТУ 4 О ,О (, с .Ю о ,> М (21) 4822682/26 (22) 05.04.90 (46) 23.01.93. Бюл. ¹ 3 (76) В.В.Пономарь (56) Авторское свидетельство СССР

N- 462889, кл, С 23 В 5/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N. 496331, кл. С 22 F 1/00, 1975. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА УГЛЕРОДНЫЕ

ВОЛОКНА

Изобретение относится к области электролитического нанесения покрытий на углеграфитовые материалы, в частности на непрерывные жгуты углеродных волокон (У В).

Известен способ электролитического нанесения металлических покрытий на УВ, путем протягивания УВ через электролитическую ванну и воздействия на волокно ультразвуковых колебаний, Недостатком этого способа является необходимость использования генератора УЗ колебаний и излучательной головки, ультразвуковое излучение, воздействующее на обслуживающий персонал, Прототипом изобретения является способ электролитического нанесения покрытий на непрерывные УВ при протягивании их через электролит с предварительной активизацией волокна за счет подачи на волокно при входе его в электролит положительного потенциала 2. Недостатком прототипа является нестабильность процесса непрерывного осаждения на жгут, возникающая из-за нестабильности электрического режима осаждения и приводящая

„„. Ы ÄÄ 1790636 АЗ (57) Использование: электролитическое нанесение покрытий на графитовые материалы, в частности на непрерывныеуглеродные волокна. Сущность изобретения: волокно протягивают через ванну, имеющую форму

U-образной трубки с подачей отрицательного и положительного потенциалов на входе в выходе волокна. В середину трубки подают струи электролита под углом 30 — 80 по ходу движения волокна, а в анодной ветви

U-образной трубки устанавливают дополнительный анод, 1 ил. к неравномерному осаждению покрытий по длине жгута волокон, Целью способа является повышение равномерности покрытий, Для достижения цели при подаче на вход волокна положительного и на выходе отрицательного потенциала, волокно протягивают через ванну, именующую форму U-образной трубки, в середину которой подают струи электролита под углом 30 — 80 по ходу движения волокна, а в анодной ветви U-образной трубки устанавливают дополнительный анод.

Способ имеет следующие отличия. Процесс осаждения ведется в ванне, имеющей форму U-образной трубки. Это стабилизирует токовый режим, уравнивает скорости осаждения по длине волокна, в связи с чем происходит процесс стабилизации электрического режима, Кроме того, значительно уменьшается объем ванны и используемого электролита. В результате улучшается равномерность распределения покрытия. В середину I/-образной трубки подают струи электролита под углом 30-80 по ходу движения волокна. Скорость прокачивания

1790636

55 электролита соизмерима со скоростью движения волокна в ванне, благодаря чему струи электролита "подталкивают" волокно в трубке. Благодаря этому сохраняется разрыхление жгута, достигнутое при анодной обработке, что способствует улучшению качества покрытия, В анодной ветви U-образной трубки устанавливают дополнительный анод, За счет установки дополнительного анода в анодной ветви ай в резервуаре с электролитом, из которого электролит подается в анодную ветвь трубки, возникает возможность регулировать потенциал и дополнительно регулировать ход процесса электроосаждения.

Дополнительным положительным эффектом является саморегулирование процесса электроосаждения и повышение его стабильности, Кроме того, отпадает необходимость корректировки электролита, что было недостатком прототипа.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа.

На чертеже имеются следующие обозначения: 1 — ванна в форме U-образной трубки; 2 — электролит; 3 и 4 — анодная и катодная ветви волокна соответственно; 5— дополнительный анод; 6 — контактные ролики; 7 — внутренняя поверхность трубки, через которую под углом 30 — 80 подается электролит, Пример 1. Для осаждения использовали предлагаемое устройство (см.черте>к). Ванна была изготовлена из плексигласа с трубками диаметром 1,5 — 3 см, количество сопел 40-50 штук, Для осаждения использовали электролит состава, г/л: NiS04 7Н20 240; NICl2 6Н20 45;

НзВОз 30, при pH=4,25 и температуре 60 С, При плотности тока 1,8 А/дм получали покрытие, равномерно распределенное по сечению жгута. Жгут состоял из 7500 волокон, Наносили покрытие на волокно длиной до

50 м, при этом дополнительный анод располагали в верхней части анодной ветви, Лучшая равномерность распределения покрытия наблюдается при угле подачи электролита 30-80 по ходу движения жгута, уменьшение угла до 20 или увеличение до 90 приводит к ухудшению равномерности покрытия. Кроме того, наблюдается раз5

35 рыв некоторых прядей в жгуте. Это происходит из-за того, что струи электролита препятствуют свободному продвижению жгута, что уменьшает его разрыхление.

Установка дополнительного анода приводит к улучшению распределения покрытия по сравнению с прототипом. Это происходит за счет уменьшения рабочих плотностей тока через непокрытое волокно на входе в электролит. При этом время работы электролита без корректировки по никелю увеличивалось до 400 ч.

Повышение равномерности распределения покрытий в сравнении с прототипом достигается благодаря применению U-образной трубки, Упрощается технология изготовления электролитической ванны, уменьшается объем используемого электролита, резко уменьшается поверхность контакта электролита с воздухом, Объем электролита, используемого для электроосаждения по данной схеме, составлял 3 л.

Кроме того, упрощена электрическая схема для регулирования процесса.

Все указанные преимущества позволяют получать качественные покрытия на жгутах УВ практически неограниченной длины, упростить технологический процесс, существенно уменьшить габариты установки, использовать небольшие объемы электролита длительное время без корректировки, Это позволяет получать композиционные материалы с улучшенными характеристиками, повысить параметры аккумуляторных батарей на основе углеродных волокон.

Формула изобретения

Способ электролитического нанесения покрытий на углеродные волокна путем протягивания их через электролитическую ванну с одновременной подачей положительного и отрицательного потенциалов соответственно на входе и выходе волокна, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности покрытий, волокно протягивают через ванну, имеющую форму U-образной трубки, в середину которой подают струи электролита под углом

30-80 по ходу движения волокна, а в анодной ветви U-образной трубки устанавливают дополнительный анод.

1790636

40

50

Составитель В.Пономарь

Техред М,Моргентал Корректор С.Юско

Редактор

П роизводственно-издательский комбинат "П ", . У т атент, г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 363

ВНИИПИ Государственного комит

Тираж Подписное о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5