[发明专利]一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属陶瓷涂层材料技术领域，具体涉及一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层及其制作方法。

背景技术

近年来陶瓷涂层材料是受到广泛关注的陶瓷材料，传统的陶瓷材料具有较大的脆性，不利于陶瓷材料的进一步加工，也导致陶瓷材料在诸多领域的性能略显不足。金属陶瓷涂层是一种既有金属良好的强韧性，又有陶瓷的耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点的复合涂层。因此，金属陶瓷涂层在航空、航天等许多领域中获得重要的应用，诸如承受高速、高温燃气冲刷等复杂、恶劣工况条件的火箭发动机部件，通过涂覆金属陶瓷涂层可获得有效防护。现有技术中制备的金属陶瓷涂层在实际应用中存在功能单一成本高、韧性小、强度低、适涂性差等诸多缺陷，限制了金属陶瓷涂层的使用范围和应用领域，不利于企业节能绿色发展的目标的实现。

发明内容

本发明的目的就是提供一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层及其制作方法，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化铈13-17、镍粉36-45、氧化铝10-14、氧化硼11-16、铁粉9-13、氧化钍12-15、硝酸钾7-10、硬脂酸6-9、水镁石纤维4-7、甲基乙氧基硅油2-5、魔芋甘露聚糖8-12、适量水。

所述的一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化铈于600-700℃高温处理30-50分钟，迅速冷却至室温，加入硝酸钾超声波震荡20-40分钟，加入魔芋甘露聚糖及适量水研磨5-8h，喷雾干燥；

（2）将氧化铝加入到球磨机中，喷入雾状的甲基乙氧基硅油拌匀，加入硬脂酸，在常温下，进行球磨、混合、打散，制得改性氧化铝；

（3）将改性氧化铝、氧化硼、氧化钍经1550-1750℃高温煅烧，冷却加入水镁石纤维研磨至200-300目；

（4）将步骤（1）、（3）反应物料搅拌混匀，加入镍粉、铁粉于1100-1200℃高温煅烧3-6小时，冷却至室温，放入球磨机中研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，涂覆在干燥后的样品表面上，自然干燥24h，然后120℃干燥12h，最后1050℃烧制5min即可。

本发明有以下有益效果：本发明选用金属镍为金属基，采用氧化铝、氧化硼、氧化钍等难熔物作为陶瓷相制得的陶瓷涂层涂覆在基体金属表面上，基体金属中的合金元素会向界面处扩散，与涂层中的NiO等物质发生：NiO＋M→MO＋Ni等界面反应，还原沉淀的活性镍原子与基体金属M形成Ni－M金属键，从而提高了金属陶瓷涂层与基体金属的密着性，而稀土纳米二氧化铈由于活性高能加强其对吸附分子间的原子轨道交互作用，对这些反应起到了促进作用，能较快地建立密着，提高涂层的耐腐蚀性，添加的铁粉与镍粉结合可增强涂层的渗透性，本发明为提高金属陶瓷涂层的耐腐蚀性提供一种行之有效的解决方案，且方法操作简单、效率高、层间结合良好。

具体实施方式

所述的一种耐腐蚀金属镍陶瓷涂层，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纳米二氧化铈15、镍粉38、氧化铝11、氧化硼13、铁粉10、氧化钍14、硝酸钾8、硬脂酸7、水镁石纤维6、甲基乙氧基硅油2、魔芋甘露聚糖11、适量水。

制作方法包括以下步骤：

（1）将纳米二氧化铈于600-700℃高温处理30-50分钟，迅速冷却至室温，加入硝酸钾超声波震荡20-40分钟，加入魔芋甘露聚糖及适量水研磨5-8h，喷雾干燥；

（2）将氧化铝加入到球磨机中，喷入雾状的甲基乙氧基硅油拌匀，加入硬脂酸，在常温下，进行球磨、混合、打散，制得改性氧化铝；

（3）将改性氧化铝、氧化硼、氧化钍经1550-1750℃高温煅烧，冷却加入水镁石纤维研磨至200-300目；

（4）将步骤（1）、（3）反应物料搅拌混匀，加入镍粉、铁粉于1100-1200℃高温煅烧3-6小时，冷却至室温，放入球磨机中研磨1-2小时，加入适量水调制成料浆，涂覆在干燥后的样品表面上，自然干燥24h，然后120℃干燥12h，最后1050℃烧制5min即可。

使用本发明生产的金属镍陶瓷涂层的技术参数指标如下：

（1）耐腐蚀、涂覆性能佳，涂层与基体金属之间的结合力强不易脱落；

（2）抗冷热循环（室温-900℃）能力良好；

（3）软化起始温度提高了16.4℃。