采用納米二氧化硅溶膠和稀土強(qiáng)化復(fù)合鍍層的方法
近年來(lái),具有許多特定功能的涂層和鍍層在工程技術(shù)中的應(yīng)用日益廣泛,在材料進(jìn)行表面改性與強(qiáng)化處理等方面顯示出不可替代的重要作用。制取涂層和鍍層的方法有多種,其中以利用化學(xué)或電化學(xué)方法沉積為基礎(chǔ)的復(fù)合鍍層在工程技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合鍍層是指在鍍液中加入一種或數(shù)種不溶性固體顆粒,使固體顆粒與金屬離子共沉積而獲得各種不同物理化學(xué)性質(zhì)的鍍層。早期添加的固體微粒尺寸多為微米級(jí),復(fù)合鍍層中顆粒粒度大多在1~5 范圍,有些達(dá)8~10 ,而工業(yè)應(yīng)用的復(fù)合鍍層厚度一般為幾十 左右,在這有限的厚度內(nèi)只能復(fù)合幾層固體顆粒,所以鍍層的粒子復(fù)合量難以提高,其性能不能滿(mǎn)足科技飛速發(fā)展的要求,應(yīng)用范圍受到了一定的限制。納米材料的出現(xiàn)為傳統(tǒng)復(fù)合鍍技術(shù)帶來(lái)了新的機(jī)遇。由于納米顆粒具有的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等性質(zhì),可以使復(fù)合鍍層的性能更加優(yōu)異。將納米技術(shù)引入傳統(tǒng)的復(fù)合鍍而形成的納米復(fù)合鍍新技術(shù)不僅可以使產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,減少鍍層孔隙尺寸、隔離腐蝕介質(zhì)、阻止點(diǎn)蝕坑的長(zhǎng)大、促進(jìn)鍍層的鈍化過(guò)程,因而復(fù)合鍍層的耐腐蝕性和耐磨損性能更好。納米材料的高比表面積,使得表面鍍層與基材的結(jié)合力更高;納米鍍層的組成顆粒極小,使得涂層表面更加均勻,有利于傳熱。另外,納米技術(shù)的發(fā)展使得材料表面可進(jìn)行多層膜的涂覆,實(shí)現(xiàn)表面的復(fù)合化。SiO 2顆粒硬度高、耐磨性好、抗腐蝕能力強(qiáng),同時(shí)在高溫下仍具有高強(qiáng)、高韌、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),而且納米SiO 2顆粒價(jià)格低廉。在鍍液中添加納米SiO 2顆粒后,可以改善鍍層的硬度、耐磨性以及耐蝕性能。目前,國(guó)內(nèi)外復(fù)合鍍層的制備方法均采用將納米顆粒直接添加到鍍液中進(jìn)行施鍍,缺點(diǎn)是納米顆粒易團(tuán)聚,必須不停地進(jìn)行機(jī)械攪拌,且效果較差。本成果針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足,將含有納米顆粒的溶膠直接加入到鍍液中,納米顆粒懸浮在溶液中,不需要攪拌,并且鍍液中顆粒分散性好,不易團(tuán)聚,得到的復(fù)合鍍層中顆粒分布均勻,鍍層性能良好,可應(yīng)用于換熱器、泵、軸、空冷等耐蝕或者耐磨的場(chǎng)合。
華東理工大學(xué)
2021-04-11