[发明专利]一种Cr2N颗粒的表面包覆镍层方法

说明书

本发明涉及一种Cr₂N颗粒的表面镍包覆方法，属于材料技术领域。本发明对Cr₂N颗粒进行粗化、敏化、活化等前处理，然后将前处理的Cr₂N颗粒分散于碱性镍盐溶液中，在还原剂条件下，将溶液中的镍离子还原为单质镍并沉积于Cr₂N颗粒表面得到镍包覆的Cr₂N颗粒；本发明方法制得的镍包覆的Cr₂N颗粒可有效延迟Cr₂N在温度为1300~1500℃时的起始分解时间，可用做泡沫钢用的发泡剂。

技术领域

本发明涉及一种Cr₂N颗粒表面的包覆镍层方法，属于材料技术领域。

背景技术

泡沫钢是一种新型的泡沫金属材料，具有轻质、高比强度、高比刚度等特点，相对于低熔点泡沫铝等泡沫金属材料，有更高的强度和能量吸收性能，在机动车、防爆、建筑、机械等领域有广泛的应用前景。目前泡沫钢的制备方法主要是粉末冶金法，然而粉末冶金法制备泡沫钢存在生产成本高、制品尺寸小、不能满足规模化生产等缺点。在泡沫金属的制备方法中，熔体发泡法制备工艺简单、生产成本低，能够生产大尺寸工件，且易于实现规模化生产。熔体发泡法制备泡沫钢的关键之一是发泡剂的选用，Cr₂N由于其较高的分解温度而有望用于熔体发泡法制备泡沫钢的发泡剂。然而，由于钢的熔点较高（1350℃以上），未经处理的原始态Cr₂N的开始分解温度为1055℃，将Cr₂N加入钢熔体中会出现过早、过快的分解现象，使得泡沫钢的气孔均匀性差，给泡沫钢的孔结构控制带来困难。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种Cr₂N颗粒的表面包覆镍层方法，即通过化学镀方法在Cr₂N颗粒表面包覆厚度均匀可控的镍层，达到延迟Cr₂N颗粒在高温下的开始分解的时间、提高其分解温度，使Cr₂N颗粒能够作为熔体发泡法制备泡沫钢的有效发泡剂。本发明具有制备工艺简单，易于操作，且能有效地改善Cr₂N的分解性能的特点。

一种Cr₂N颗粒的表面包覆镍层方法，具体步骤如下：

（1）在室温、搅拌条件下，将Cr₂N颗粒置于粗化液中进行粗化处理10~30min，其中粗化液为氢氟酸、氟化铵、硝酸和去离子水的混合溶液，然后进行洗涤、过滤、干燥；

（2）在室温、搅拌条件下，将步骤（1）所得产物置于敏化液中进行敏化处理10~25min，其中敏化液为氯化亚锡、盐酸和去离子水的混合溶液，然后进行洗涤、过滤、干燥；

（3）在室温、搅拌条件下，将步骤（2）所得产物置于活化液中进行活化处理10~30min，其中活化液为氯化钯、盐酸和去离子水的混合溶液，然后进行洗涤、过滤、干燥；

（4）将镍盐、还原剂、络合剂、稳定剂、表面活性剂加入到去离子水中配制成镀液；

（5）在温度为35~45℃条件下，按照固液比g:mL为20~40:1000的比例，将步骤（3）所得产物加入到步骤（4）所得镀液中，然后加热至温度为60~80℃，调节镀液的pH值为8~11，在搅拌条件下反应13~65min，静置，固液分离即得表面包覆镍层的Cr₂N颗粒。

所述步骤（1）粗化液中氢氟酸、氟化铵、硝酸和去离子水的液固比mL:g:mL:mL为20~80: 0.5~5: 40~120:1000。

所述步骤（2）敏化液中氯化亚锡、盐酸和去离子水的固液比g:mL:mL为5~15: 20~50:1000。

所述步骤（3）活化液中氯化钯、盐酸和去离子水的固液比g:mL:mL为0.3~1.5: 5~20:1000。