CFRP預浸材料金屬膜形成技術

刊登日期:2017/4/12
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碳纖維強化塑膠( Carbon Fiber Reinforced Plastics;CFRP )與金屬相比,因為導電性較低,故有落雷等大電流通過時造成重大損傷之疑慮。雖然在碳纖維強化塑膠表面賦予導電性可以改善耐雷性,但是碳纖維強化塑膠表面的化學反應屬惰性( Inert ),要形成密著性良好的金屬膜有其困難度。雖然另有貼附金屬膜的方法,但因成形工程繁雜,且輕量性受到影響亦是待解決的課題之一。
 
日本產業技術總合研究所與吉野電化工業共同開發了一項具有優異密著性之碳纖維強化塑膠金屬膜形成技術,主要是開發了直接無電解電鍍預浸材料( Prepreg )的方法。一般使用含有液狀樹脂的預浸體會在電鍍液裡溶出樹脂成份,使電鍍液失去活性,因此研究團隊僅在硬化前的預浸體表面進行簡單的濕式處理予以安定,進而抑制樹脂成份的溶出,再以獨家開發的觸媒進行無電解電鍍。
 
觸媒使用了粒徑數nm的鈀( Palladium ) 奈米粒子。將樹脂等基材浸漬於鈀奈米粒子安定分散其中之鈀膠體( Palladium colloid )之後,鈀奈米粒子就會在基材表面均一地固定。再將此基材浸漬於市售之無電解電鍍液之後,即可形成厚度約300毫米(mm)的銅電鍍膜。
 
經過無電解電鍍之預浸體因具有導電性,因此透過電鍍可以形成銅電鍍膜。研究團隊也以約厚度100微米(µm)進行電鍍,提高其導電性,並進行了落雷試驗。透過實驗結果可知在貼附了同樣厚度銅箔的碳纖維強化塑膠上,出現了約30毫米大小的洞,但經過銅電鍍膜處理的碳纖維強化塑膠板上僅出現數毫米大小的損傷範圍,耐雷性獲得了大幅改善。


資料來源: 化學工業日報 /材料世界網編譯
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