碳纖維金屬化重大突破華清研發團隊在碳纖維金屬化表面改性研究處理過程中發現了一種改性材料可在碳纖維表面形成一層潔凈催化過渡表面。該種材料通過氧化、絡合吸附、還原在碳纖維表面形成一層具有催化活性中心，從而使金屬化（化學鍍、電鍍）過程中形成的晶體或非晶體在活性中心附近生長，形成鍍層。同時該種材料形成的涂層可在碳纖維與鍍層之間起到一個化學媒介的作用，將兩者牢固地連接在一起，在源頭上解決碳纖維金屬化技術瓶頸問題。

        碳纖維的特性及金屬化的難題碳纖維具有輕量化、高強度、高模量、低密度、高屏蔽、耐腐蝕、耐高溫等高比性能，同時碳纖維材料還具有與一般碳素材料不同的特性，其外形柔軟，可做成各種織物。但其導電性有待提高，通過對碳纖維的表面進行金屬化處理，可以提高其導電性能，而且碳纖維原有的優點保持不變。通常情況下，碳纖維表面金屬化采用的工藝為化學鍍以及電鍍。

        但由于碳纖維具有表面光滑、疏水性和表面惰性等因素，金屬層與基材之間沒有很好的物理或化學結合位點，從而出現兩者粘結力不強的弊端，在宏觀上就表現為金屬層覆蓋不全、容易起泡、容易剝落等現象。因此，在對碳纖維表面進行金屬化之前，必須對其表面進行改善處理。傳統的前處理工藝包括高溫除膠、粗化、敏化和活化幾個步驟，工藝過程繁多、需要消耗大量的貴金屬、成本高，同時無法滿足碳纖維在高端電子產品金屬化需求，制約了碳纖維在電子產品、航空航天等高端領域的應用。

        5G領域碳纖維金屬化應用隨著信息技術產業化的快速發展以及5G時代的到來，電子產品在人們的日常生活中越來越普及。廠家追求電子產品的輕型化，普遍采用塑料殼體代替原來的金屬殼體，但這樣降低了屏蔽性能，進而形成一種新的污染——電磁輻射污染。碳纖維是電磁增強防護復合材料的首選材料。碳纖維金屬化后，其導電性能提高可達到吸波、屏蔽功能；廣泛應用于手機、印制電路板、電子及通訊基站、軍用材料、生物材料、航空航天等領域。

5G基站

5G手機

印制電路板

軍用無人機

人造航天器

        工藝流程如下：

        清洗→改性材料→化學鍍及其它電鍍通過該技術可在碳纖維表面得到一種致密性好、粘合性好的銅鍍層。

四、技術展望

        隨著本產品的研究深入，本產品可應用于陶瓷、鎂合金、PET薄膜、電真空玻璃等低表面能基材表面。

    1、陶瓷

        功能陶瓷材料已在電子信息、集成電路、計算機、能源工程、超聲換能、生物工程等眾多領域顯示出廣闊的應用前景。

        陶瓷在一些應用中必須進行表面金屬化，并要求鍍層與基體之間具有優良的附著力、可焊接熱等性能。但陶瓷材料作為電熱的不良導體，直接進行金屬化具有很大的困難，必須經過一系列的前處理，來改善表面狀態，才能獲得金屬鍍層。

        華清團隊研發的改性材料可用于陶瓷金屬化預處理。提高鍍層與陶瓷之間的結合力。

    2、鎂合金

        鎂合金由于重量輕，比強度和比剛度高，還具有優良的薄壁成型性能和可再生性能，以及熱傳導性能高，電磁屏蔽作用好、抗電干擾性能高等優點，非常適合于3C類產品及電動車及汽車零件的要求，在電子產品發展中具有日益重要的作用。但鎂合金耐蝕性差是制約其進一步推廣使用的主要原因。對鎂合金表面進行金屬化是提高鎂合金行之有效的方法。

        華清團隊研發的改性材料可在鎂合金表面形成一層兼具保護和催化活性的涂層，可為后續金屬化提供了基底；該涂層的形成省去了原有的酸浸和活化步驟，減少了基體金屬的損耗。

    3、PET薄膜

        PET薄膜適用于手機、液晶顯示、薄膜視窗、光學觸摸屏、電子玩具薄膜線路、軟性線路板印刷、FPCB軟性線路板耗材等領域。但普通PET薄膜不能完全滿足這些領域的要求，因此必須根據不同的使用領域，從不同的角度對PET進行必要的改性。

        華清團隊研發的改性材料可應用于PET薄膜表面，提高其硬度、透光性、粘附性、耐水性、抗菌性能。

    4、玻璃

        玻璃在智能終端上的應用主要有以下幾個方面，第一個是觸控防護手機蓋板玻璃；另外一個是智能顯示玻璃，同時也是5G時代手機后蓋玻璃的最佳選擇。5G通信采用3GHz以上的無線頻譜，毫米波波長很短，將帶來更復雜的天線結構，來自金屬的干擾非常厲害，現有的天線布局無法滿足，金屬殼非最佳方案。由于玻璃脆性大、不能塑性變形，與金屬性質差異大，為獲得玻璃和金屬的氣密性封接，首先必須解決玻璃金屬化問題。但玻璃不具有催化活性，在金屬化必須對其進行前處理。

        華清團隊研發的改性材料可對玻璃進行前處理，可增強化學鍍、真空鍍涂層結合力。

五、聯系方式

    聯系人：黃老師

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