碳纤维复合材料具有重量轻、热膨胀系数低等优点，在航空航天等领域具有较高的应用价值，同传统的轻型金属铝合金相比，由碳纤维增强的复合材料制作的微波器件不仅重量轻，而且还具有更高的电讯稳定性，但由于其金属化技术问题需要解决，使其在应用领域受到很大的限制。

　　尤其是在多功能相控阵雷达中碳纤维复合材料波导和喇叭等由于屏蔽、发射、焊接的要求都需要对其表面进行金属化。表面粗化程度是决定碳纤维复合材料金属化镀层结合力好坏的关键。粗化方法有机械粗化、化学粗化和等离子粗化。机械粗化得到的镀层结合力是有限的，化学粗化处理一种腐蚀作用。而等离子粗化过程包涵2个部分：1.经电场加速的气体粒子高速撞击材料表面，产生等离子体刻蚀作用，使高分子材料的表面形貌产生了变化，这是物理作用方面。2.充电气体与材料表面撞击导致发生化学反应，在材料表面产生自由基，引入极性基团、不饱和键和交联层，改变了材料表层的分子结构，这是化学作用方面。这两方面的作用都可以使高分子材料表面活化，增加润湿性，提高非金属材料表面能，从而改进了碳纤维复合材料的镀覆性能。

　　碳纤维复合材料试片经过除油清理后，首先按不同的粗化工艺处理，其次进行外观检查和水膜破裂试验，然后，用化学镀铜，最后进行温度循环试验。除油清理方法：先采用汽油进行溶剂除油、再进行化学除油。表面粗化后进行化学镀铜的步骤为：活化、水洗、铜还原、水洗、化学镀铜。

　　外观检查。检查碳纤维复合材料试片表面是否有严重机械损伤、氧化灼烧后的现象。水膜法破裂试验。将粗化处理过的碳纤维复合材料试片浸润在去离子水中，然后取出水平放置，观测水膜破裂时间测量5次，最后计算算术平均值：温度循环试验。粗化处理过的碳纤维复合材料试片，经过活化、化学镀铜2um后进行温度循环试验，按照GB/T12610热循环试验中C循环（高温75℃，低温-40℃）的要求进行5个循环，检查镀层外观有无起泡、起皱、裂纹、脱落现象。

　　喷砂粗化结果表明，粗化的表面较粗糙，不利于后续化学镀层的沉积，并且含有大量粉尘，需要使用超声波清洗才能去除干净。化学粗化结果表明，由于使用了强氧化剂铬酐CrO3,对碳纤维复合材料起到粗化作用，但对基体影响也很大，严重灼伤了碳纤维复合材料内的环氧树脂，进而会影响到整个碳纤维复合材料的结构性能）。通过喷砂粗化、化学粗化和等离子处理后的3种外观结果显示：等离子处理表面无明显变化，相对于另外2种方法对基体的破坏和损伤较小，而且可以通过改变等离子处理电流和处理时间控制表面粗糙程度，有利于化学镀膜的沉积。

　　通过喷砂粗化、化学粗化和等离子处理后结果显示：等离子处理对基体的破坏和损伤较小。随着等离子处理的电流及时间的增加，其外观从无明显变化到表面发黄、粗糙；水膜破裂时间加长；温度循环试验中镀层由轻微起泡到无明显变化，表明其基体表面粗糙度增加，表面能增大，有利于金属在碳纤维复合材料表面的化学沉积。等离子处理5A/30min、3A/60min、4A/60min、5A/60min粗化的表面能得到附着力良好的化学镀铜层，但5A/30min和5A/60min处理方法对基体有较大破坏。因此，等离子粗化处理3A/60min~4A/60min可作为碳纤维复合材料的最佳粗化工艺，使其在航空航天领域中有较高的应用价值。

　　阅读延伸：《简述碳纤维复合材料表面处理技术》