アルミニウム基炭化ケイ素表面活性化およびニッケルリン非晶質膜作製

ZHANG Zhaoqian ,  

ZHOU Tianfeng ,  

WU Xunwei ,  

YU Qian ,  

ZHAO Bin ,  

摘要

アルミニウム基炭化ケイ素は、その高い弾性率と軽量特性により、新世代の宇宙光学反射鏡の理想的な材料となっているが、表面の酸化アルミニウムおよび多相界面の欠陥により、光学鏡面の要求を満たすことが難しい。アルミニウム基炭化ケイ素(SiCp体積分率20%)反射鏡の光学性能の要求を満たすため、アルミニウム基炭化ケイ素の表面にニッケルリン非晶質膜を作製する技術を最適化し、「洗浄-一次亜鉛浸漬-脱亜鉛-二次亜鉛浸漬-化学ニッケルめっき」の工程経路を採用し、酸化膜除去、界面活性化、界面強度向上およびめっき膜厚制御などの核心課題に重点的に取り組んだ。アルミニウム基炭化ケイ素基材表面は一次亜鉛浸漬により破片状化合物が生成され、酸化アルミニウム薄膜層を部分的に除去できるが、形成される活性層の厚みは浅く剥がれやすい。硝酸脱亜鉛処理により化合物層が除去され基材材料が露出する。二次亜鉛浸漬後には広範囲にわたる全面活性化が達成され、炭化ケイ素粒子の表面も活性層で覆われ、活性化処理前に比べて界面結合強度が向上した。L9直交実験の結果、化学めっき時間がめっき膜厚に最も顕著な影響を与え、次いで二次亜鉛浸漬時間および一次亜鉛浸漬時間の影響が大きいことが示された。最適パラメータ組み合わせは化学めっき8時間、一次亜鉛浸漬10秒、二次亜鉛浸漬2分で、めっき膜厚は約50~60μmである。本技術は段階的活性化と結晶胞積層成長機構により、めっき界面結合強度および材料の緻密性を協調的に向上させ、宇宙光学反射鏡の高安定性要求に応える表面改質方案を提供する。

关键词

アルミニウム基炭化ケイ素;複合材料;表面活性化;化学ニッケルめっき;めっき膜厚

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