[发明专利]在化学镀溶液中制备镍修饰六方BN及其封严材料的方法

说明书

本发明提供一种在化学镀溶液中制备镍修饰六方BN及其封严材料的方法，包括如下步骤：a)称取清洗后的六方BN；b)配制化学镀镍溶液：称取硫酸镍、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、硼酸，加水制得化学镀镍溶液，再加入离子液体，调节溶液pH至8‑10；c)将步骤b)制得的化学镀镍溶液加热，并加入六方BN，镀覆结束后将溶液固液分离，后处理得到所述镍修饰六方BN粉末，然后将上述制备的镍修饰六方BN粉末压片成型后进行煅烧得到封严材料。本发明通过加入氯化胆碱‑乙二醇，显著削弱镍颗粒间的相互作用，进而有效减少团聚现象，本发明利用上述制备的镍修饰六方BN提高了六方BN表面的润湿性，可将其用于制备综合性能优良的封严材料。

技术领域

本发明涉及非金属材料表面改性技术领域，特别是涉及在化学镀溶液中制备镍修饰六方BN及其封严材料的方法。

背景技术

近年来，航空工业的迅速发展对航空发动机提出了越来越高的要求，大推力、高效率、低能耗已成为发动机设计和制造的总体目标。减小压气机、涡轮机叶尖与机匣的间隙是提高发动机性能的重要手段，而压气机可磨耗封严材料可以将间隙减小到最低限度。因此，可磨耗封严材料逐渐在发动机的发展过程中展现其独特优势。六方BN是一种优良的高温固体润滑剂，具有类似石墨的层状结构，有良好的润滑性、抗冲蚀性、高温热稳定性和耐化学腐蚀性。但当六方BN作为固体润滑剂制备可磨耗封严材料时，如果六方BN粉末与基体之间的润湿性不佳，会对材料的摩擦磨损性能和力学性能造成不利影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在化学镀溶液中制备均匀分散的镍修饰六方BN的方法，用于解决现有技术中化学镀过程中析出的镍颗粒沉积速度快、易团聚等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种在化学镀溶液中制备均匀分散的镍修饰六方BN的方法，包括如下步骤：

a)称取清洗后的六方BN；

b)配制化学镀镍溶液：称取硫酸镍、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、硼酸，加水制得化学镀镍溶液，再加入离子液体，调节溶液pH至8-10；

c)将步骤b)制得的化学镀镍溶液加热，向溶液中加入步骤a)中称取的六方BN，搅拌混匀，镀覆结束后将溶液固液分离，后处理得到所述镍修饰六方BN。

在本发明的一些实施例中，所述步骤a)中，六方BN的用量为5-20g/L，即每升化学镀镍溶液中加入5-20g六方BN。

在本发明的一些实施例中，所述步骤b)中，先加少量水将各原料稀释，然后将硫酸镍溶液加入到柠檬酸钠溶液中，混匀后，再向混合液中依次加入次亚磷酸钠溶液、硼酸溶液。

在本发明的一些实施例中，所述步骤b)中，所述化学镀镍溶液中含有：40～60g/L硫酸镍、30～50g/L柠檬酸钠、25～40g/L次亚磷酸钠、20～35g/L硼酸。硫酸镍为主盐，在化学镀溶液中提供镍离子；柠檬酸钠为络合剂，使镍离子与柠檬酸根形成配合物，防止镍离子与后续的碱性溶液形成沉淀；次亚磷酸钠为体系还原剂，其作用是将配合物中的镍离子还原为镍原子；硼酸为化学镀溶液中的缓冲剂，主要抑制镍离子的还原速度，避免团聚。制备化学镀溶液时各原料用量应在一定的范围内，当硫酸镍用量过多时，过多的镍离子无法与柠檬酸根形成配合物，会导致镍离子的浪费，反之，当硫酸镍过少时，后续的柠檬酸钠、次亚磷酸钠、硼酸都得不到充分利用。当次亚磷酸钠过多时，会导致还原剂的浪费，反之，当还原剂用量过少时，无法将溶液中的镍离子充分还原。而当体系中硼酸用量过多时，会导致溶度反应速度减慢，当其用量过少时，则在溶液中无法体现其作用，因此各原料的用量都需控制在一定范围内。

在本发明的一些实施例中，所述步骤b)中，离子液体选自氯化-1-丁基-3-甲基咪唑、氯化胆碱-乙二醇、四氟硼酸咪唑中的至少一种。