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    国内外研究情况：电铸是俄国学者Б.С.雅可比于1837年发明的，它起初主要用于复制金属制艺术品或印刷版，19世纪末开始用于制造唱片压模，之后应用范围开始逐步扩大。电铸的基本原理是把预先按所需形状制成的原模作为阴极，用电铸材料作为阳极，一起放入与阳极材料相同的金属盐溶液中，并通以直流电。在电解作用下，原模表面逐渐沉积出金属电铸层，达到了所需要的厚度后从溶液中取出，将电铸层与原模分离，便能获得与原模形状相似的金属复制件。电铸的金属通常有铜、镍和铁3种，以镍的电铸应用最广。虽然目前以镍电铸等为代表的电铸在电铸效率、电铸均匀性等方面取得了很大的进步，如今它被广泛应用于精密模具、兵器、航空宇航以及微纳米制造等高新技术领域，但是在电铸层强度等方面仍存在明显的短板。

提高电铸层强度的手段有很多种，例如细化晶粒、磨擦辅助、合金增强、颗粒增强、连续纤维增强等。其中，使用连续纤维增强电铸层的强度的效率最为显著。因为理论上来说，如果在电铸层受载方向上有序掺杂大量具有高强度的连续纤维，那么在电铸层受到拉伸时，这些高性能的纤维能够比金属承受高得多的载荷，进而提高整个电铸层的强度。

为此，提出在复合电铸的基础上，加入硼纤维材料以加强复合电铸层力学性能。硼纤维具有高强度、高模量和相对密度小的特性，非常适合用于增强复合材料。作为增强体，硼纤维已经成功地与环氧树脂、铝等复合而成高性能的材料，产品面向飞机、宇航用品、体育娱乐用品以及工业用品等，并正在逐步扩展应用。

硼纤维增强镍基复合材料是作为当前纤维强化金属的一个较典型的代表，国内外各科研机构均对此进行了很多深入的研究，其中，在进行镍电铸的同时用硼纤维均匀缠绕在电铸层上被认为是一个切实可行且成本较低的制造方法。而如何能实现硼纤维的均匀缠绕，并最终提高镍铸层的抗拉强度，这一直是业界的难点。

欧洲宇航防务集团（EADS）采用B、B4C-B、BN-B、SiC-B 等轻质高强度纤维与铜、镍、铝等金属进行了复合电铸，得到的复合电铸层纤维含量在18%~49%之间，抗拉强度明显高于纯金属电铸层，其中Ni-SiC-B 复合电铸层常温抗拉强度达到了1000 MPa，Cu-BN-B 复合电铸层常温抗拉强度达到1040MPa；Al-B4C-B 复合电铸层常温抗拉强度为970 MPa，150℃时抗拉强度为900MPa，300℃时抗拉强度为 535 MPa。他们还复合电铸制备出宇航领域使用的连续纤维增强铜基压力容器和连续纤维增强铝基筒体，并进行了加压试验。

研究内容和方法：本课题是设计一个硼纤维增强镍电铸制造试验平台，并对复合层表面抗拉强度、硼纤维缠绕均匀性等方面进行试验研究并检测获得的硼纤维-镍复合电铸层的抗拉强度与微观结构等性能。该平台包括电铸液循环系统、温控系统、冲液系统和硼纤维缠绕系统，该平台意在提高电铸层表面的抗拉强度，而提高电铸层抗拉强度一直是电铸技术研究的热点之一。一旦该平台研究成功，也就再次验证了硼纤维加入镍电铸层能显著提高电铸层抗拉强度的可行性，同时也解决了行业的一个难点，这将开辟一个电铸行业的新领域。

本课题将着重研究硼纤维缠绕系统和电铸液循环系统。电铸液循环系统由电源、储液槽系统、冲液单元、阳极镍珠、阴极芯模、超声发生器、过滤、阀门、电机旋转轴等机构组成。

硼纤维缠绕系统由储丝筒、柔性张紧棍、张紧棍、硼纤维等机构组成。两个系统紧密配合，相互协作且固定于同一底座上。相比其他国内外制造平台，该平台结构相对简单，成本更加低廉，操作也更加简便。