[发明专利]一种镍钼铝稀土镀层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍钼铝稀土镀层及其制备方法。

背景技术

随着航空发动机向高推重比发展要求航空发动机的设计进口温度不断提高，单独使用高温结构材料技术已不能满足先进航空发动机迅速发展的迫切要求。目前大幅度提高航空发动机工作温度的切实可行的方法是采用热障涂层技术。获得实际应用的热障涂层大多为双层结构，陶瓷层由于具有隔热、抗腐蚀、冲刷和侵蚀性能，作为热障涂层的表层。由于陶瓷与高温结构材料的热膨胀系数不匹配，需要起着抗高温氧化腐蚀和改善基体与陶瓷涂层物理相容性的作用的金属粘结层，金属粘结层为底层。

目前热障涂层采用镍镀层、镍钼镀层、镍钼稀土镀层、镍钼-二硅化钼复合镀层、镍钼稀土-二硅化钼复合镀层作为粘结层，但上述各粘结层材料均存在抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的镍钼等镀层存在的抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题而提供一种镍钼铝稀土镀层。即在镍钼镀层中添加铝和稀土，可使镀层在氧化过程中形成Al₂O₃保护性氧化膜和提高镀层的抗氧化腐蚀性，可解决镍钼镀层的抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题。

本发明的目的之二在于提供上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法。

本发明的技术方案

一种镍钼铝稀土镀层，由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.02%。

上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、将稀土氧化物溶于酸中，得到稀土盐；

所述的稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪稀土氧化物中的一种或两种以上的混合物；

所述的酸为硝酸或盐酸；

（2）、在水中加入镍盐、钼化合物、铝盐、步骤（1）所得的稀土盐、络合剂、氯化物，用碳酸钠溶液调节溶液pH值为7.5～9.5，制成镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液；

其中镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或两种以上组成的混合物；

钼化合物为五氯化钼、钼酸铵、磷钼酸铵、钼酸钠中的一种或两种以上组成的混合物；

铝盐为三氯化铝、硫酸铝或三氯化铝与硫酸铝组成的混合物；

络合剂为羟基乙酸、氨基乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、苹果酸中的一种或两种以上组成的混合物；

氯化物为氯化钠、氯化铵、氯化钾中的一种或两种以上的氯化物混合物；

所述镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中，镍盐、钼化合物、铝盐、稀土盐中稀土元素、络合剂、氯化物的浓度分别为5~400g/L、5~800g/L、5~350g/L、0.06~10g/L、1~100g/L、5~300g/L；

（3）、将待镀的镀件作为阴极，阳极为镍，放入步骤（1）所得的镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中进行脉冲电镀，脉冲电镀过程中控制脉冲频率2000～5000Hz、占空比为0.5～0.9、电流密度10～25A/dm²，温度40～60℃，转速100～600rpm，时间10～60min，电镀完毕后，将镀件用水冲洗，风干，在镀件的表面即得到一层镍钼铝稀土镀层。

本发明的有益效果

本发明的镍钼铝稀土镀层，由于在镍钼镀层中添加铝和稀土，可使镀层在氧化过程中形成Al₂O₃保护性氧化膜和提高镀层的抗氧化腐蚀性，从而使得到的镍钼铝稀土镀层的抗氧化腐蚀性比镍钼镀层和镍钼铝镀层的抗氧化腐蚀性都更强。

进一步，由于一般在水溶液中电镀得不到含铝的镀层，本发明采用脉冲电源，并在镀液中添加稀土元素，添加的稀土元素不仅为形成镍钼铝稀土镀层提供稀土的来源，而且稀土元素还作为电镀促进剂应用。进一步通过实验验证得到，当镀液中稀土盐浓度低，即仅为0.01～0.05g/L时，稀土元素仅作电镀促进剂应用，即当在镀液中添加稀土元素作为电镀促进剂时，采用脉冲电源，只能在水溶液中电镀得到了一种镍钼铝镀层；只有镀液中稀土盐浓度达到0.06~10g/L时，稀土元素才能不仅为形成镍钼铝稀土镀层提供稀土的来源，而且还作为电镀促进剂应用，这时在水溶液中电镀才能得到镍钼铝稀土镀层。