本发明的目的在于提供一种具有工艺简单、耗时短、效果好，可与快 速碳化的生产线相匹配等优点的碳纤维的表面处理方法。
本发明所提供的一种强效碳纤维阳极氧化表面处理的方法，包括以下 步骤：将碳纤维在外加磁场中进行阳极氧化处理，外加磁场的强度为 5-50mT；电解质为铵盐、碱或酸中的一种或几种的混合物，电解液的浓度 范围为2～12％，电解液的温度为室温-60℃；施加的电流密度为 0.1-8mA/cm2，碳纤维在电解液中停留的时间为25～120秒。
其中，所述的阳极氧化反应中使用的阴极为石墨、不锈钢或镍板。所 述的铵盐为碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢 铵。所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸钠。所述的酸为硫酸、硝酸、 乙酸或磷酸。
本发明可以通过放置磁铁的方式向电解槽中施加磁场，加速阳极氧化。 磁铁的放置方式可置于电解槽的底部(如图1所示)，也可放置在电解槽的 两侧(如图2所示)；而置于电解槽的底部，所产生的磁场强度更加均匀， 有利于阳极氧化效果的均匀稳定。所述的磁铁可选用钕铁硼、钐钴、铝镍 钴或铁氧体。
本发明所提供的阳极氧化表面处理方法即适用于聚丙烯腈(PAN)基碳 纤维又适用于沥青基和粘胶基碳纤维。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
本发明使碳纤维在磁场中进行阳极氧化处理，可以加快碳纤维表面氧 化处理速度，缩短电解槽的长度，减少装置的占地面积，同时减少了电解 质的使用量，降低成本、减轻操作车间的环境污染。
附图说明
图1、碳纤维电解槽示意图(电解槽底部放置磁铁)：1.碳纤维、2.电 解槽、3.磁铁、4.阴极。
图2、碳纤维电解槽示意图(电解槽两侧放置磁铁)，图A为正视图， 图B为侧视图：1.碳纤维、2.电解槽、3.磁铁、4.阴极。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

下述实施例中均采用放置钕铁磁铁的方式向电解槽中施加磁场，实施 例1中采用图1所示的电解槽；实施例2中采用图2所示的电解槽。通过 碳纤维与环氧树脂的单向复合层压板的层间剪切强度评价碳纤维的表面处 理效果。
实施例1
在室温和外加磁场条件下，以1600℃热处理得到的3K、PAN基碳纤维 为阳极，以不锈钢为阴极，以质量浓度为5％的磷酸氢二铵水溶液为电解液， 进行阳极氧化表面处理，电流密度为0.5mA/cm2，磁场强度为10mT，碳纤 维在电解液中停留的时间为40秒。而后将碳纤维用去离子水洗涤并于120 ℃干燥，上浆(上浆剂为双酚A型环氧树脂水乳液，上浆量为1.2％)，收丝。
将所得碳纤维进行束丝拉伸强度和拉伸模量测试，拉伸强度：3752Mpa、 拉伸模量：231Gpa。将所得碳纤维与双酚A型环氧树脂6101复合后进行层 间剪切强度的测试，纤维与树脂的体积比为6∶4，固化剂为三乙烯四胺， 固化温度80℃，固化时间2小时，层间剪切强度：84.8Mpa。
实施例2
在室温和外加磁场条件下，以2500℃热处理得到的3K、PAN基碳纤维 为阳极，以不锈钢为阴极，以质量浓度为5％的磷酸氢二铵水溶液为电解液， 进行阳极氧化表面处理，电流密度为1.0mA/cm2，磁场强度为15mT，碳纤 维在电解液中停留的时间为40秒。而后将碳纤维用去离子水洗涤并于120 ℃干燥，上浆(上浆剂为双酚A型环氧树脂水乳液，上浆量为1.2％)，收丝。
将所得碳纤维进行束丝拉伸强度和拉伸模量测试，拉伸强度：3286Mpa、 拉伸模量：407Gpa。将所得碳纤维与酚醛环氧树脂648复合后进行层间剪 切强度的测试，纤维与树脂的体积比为6∶4，固化剂为三氟化硼单乙胺， 固化温度80℃，固化时间2小时，层间剪切强度：71.3Mpa。
比较例1
除了去除磁场以外，其它条件均与实施例1相同。测试结果如下：拉 伸强度：3705Mpa、拉伸模量：236Gpa、层间剪切强度：73.8Mpa。
比较例2
除了去除磁场以外，其它条件均与实施例2相同。测试结果如下：拉 伸强度：3317Mpa、拉伸模量：406Gpa、层间剪切强度：66.2Mpa。