碳纤维表面化学镀镍对水泥基材料压敏特性的影响
The Influence of Surface Electroless Nickel Plating of Carbon Fiber on Compression Sensibility of Cementitious Materials
关键词：
碳纤维；水泥基材料；压敏性；化学镀镍处理
Key words：
Carbon fiber; Cement based material; Compression sensibility; Electroless nickel plating
刊期：
２０19年第6期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2019.06.049.04
文章编号：
基金项目：
作者：
赵 洁，党松洋
单位：
1.内蒙古建筑职业技术学院，呼和浩特 010010；2.河南省建筑科学研究院，郑州 450000
摘要
摘 要：为了制备压敏性良好的碳纤维水泥基复合材料，通过对碳纤维表面进行化学镀镍处理，得到镀液的最佳配方和镀镍工艺，并研究镀镍处理对碳纤维水泥基复合材料压敏性的影响。结果表明，当主盐、还原剂、稳定剂和络合剂浓度分别为30 g/L、20 g/L、50 g/L和10 g/L，镀液pH值为10，试镀时间为15 min时，碳纤维的导电性最佳。镀镍层厚度和碳纤维掺量对压敏性的影响规律一致，当镀镍层厚度和碳纤维掺量分别为1 μm和0.4%时，碳纤维水泥基复合材料的压敏性最佳。
Abstract: In order to prepare carbon fiber reinforced cement-based composites with good compression sensibility, the best formula of nickel plating solution and nickel plating process were obtained by electroless nickel plating on the surface of carbon fiber, and the effect of nickel plating on the pressure sensitivity of carbon fiber cement-based composite was studied. The results show that when the concentration of main salt, reducing agent, stabilizer and complexing agent are 30 g/L, 20 g/L, 50 g/L and 10 g/L, respectively, the pH of the plating solution was 10, and the conductivity of carbon fiber is 15 min, the conductivity of carbon fiber is the best. The effect of nickel plating thickness and carbon fiber content on pressure sensitivity is the same. When the thickness of nickel plating layer and the carbon fiber content are 1 μm and 0.4%, respectively, the carbon fiber cement-based composite material has the best pressure sensitivity.
结论
（1）表面化学镀镍处理能明显改善碳纤维的导电性，使其微观形貌发生较大变化，当NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、NH4Cl和Na3C6H5O7·2H2O的浓度分别为30 g/L、20 g/L、50 g/L和10 g/L，镀液pH值为10，试镀时间为15 min时，碳纤维的导电性最佳。
（2）将表面经化学镀镍处理的碳纤维加入水泥基材料中时，水泥基材料电阻变化率显著增大，压敏性得到明显改善；压敏性受镀镍层厚度的影响明显，随着镀镍层厚度的增大，电阻变化率呈先增大后减小的变化趋势，存在使压敏性达到最好的最佳镀镍层厚度。
（3）碳纤维水泥基复合材料的电阻变化率随碳纤维掺量的增多先增大后减小，且压应力越大，这一变化趋势越明显，当碳纤维掺量为0.4%时，时间的压敏性最佳；碳纤维表面经化学镀镍后加入到水泥基材料时，能在较小的荷载或扰动下，监测水泥基材料内部的损伤。
参考文献
[1] 徐令娜,赵庆新,李炜,等．碳纤维炭黑导电混凝土的接地特性研究[J]．硅酸盐通报,2014,33(12):3366-3370．
[2] 王福玉．粗骨料碳纤维混凝土导电特性研究[D]．郑州:郑州大学,2014．
[3] 马世宁,刘晓军,张元龙．碳纤维导电混凝道面机场除冰雪的应用研究[J]．路基工程,2011(3):182-184．
[4] 卢珍,物献,杨昆．炭黑碳纤维复相导电混凝土的导电性能研究[J]．混凝土,2014(11):81-83．
[5] 杨元霞,毛起诏,沈大荣,等．碳纤维水泥基复合材料中纤维分散性的研究[J]．建筑材料学报,2001(1):84-88．
[6] 孙进．碳纤维混凝土导电性能及应用研究[D]．大连:大连理工大学,2006．
[7] 王春阳．碳纤维在水泥基混凝土中的分散性研究[J]．武汉理工大学学报,2005(11):182-186．
[8] 孙明清,张晖,李卓球,等．CFRC机敏混凝土中碳纤维的分散性研究[J]．混凝土与水泥制品,2004(5):38-41．
[9] 王大鹏,侯子义．碳纤维表面处理对纤维的分散性和CFRC压敏性的影响[J]．材料科学与工程学报,2005(2):266-268．
[10] 吕晓轩,吕春祥,杨禹,等．碳纤维表面电镀镍研究[J]．化工新型材料,2011(8):89-91．
[11] 程真真．镀镍碳纤维的制备及其在磁场中取向的研究[D]．大连:大连理工大学,2011．
[12] 邓聚龙．灰色系统理论教程[M]．武汉:华中理工大学出版社,1990．
引用本文
赵洁,党松洋.碳纤维表面化学镀镍对水泥基材料压敏特性的影响[J].混凝土与水泥制品,2019(6):49-52.
ZHAO J,DANG S Y.The Influence of Surface Electroless Nickel Plating of Carbon Fiber on Compression Sensibility of Cementitious Materials[J].China Concrete and Cement Products,2019(6):49-52.
相关文件