[發(fā)明專利]含有納米富勒烯的鍍液及其制備復(fù)合鍍層的工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010203799.6
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101851753A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋丹路;師曉;鐘良;楊玲玲;宗營營
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域??本發(fā)明屬于一種表面處理技術(shù)，具體地說是一種含有納米富勒烯的鍍液及其制備復(fù)合鍍層的工藝。

背景技術(shù)??目前在化學鍍液中加入納米粒子，使其與基質(zhì)金屬共沉積可得到納米復(fù)合化學鍍層。基于納米粒子的特殊性能，制得的復(fù)合鍍層呈現(xiàn)多種獨特的性能。這些性能包括：高硬度、耐磨性、高溫抗氧化性、高溫耐磨性、耐腐蝕性等。目前國內(nèi)外對納米自潤滑復(fù)合化學鍍工藝的研究，主要是在鍍液中添加納米粒子，如碳化硅、金剛石、石墨以及層狀結(jié)構(gòu)的金屬硫化物，但目前含有這些固體顆粒的復(fù)合鍍層在其耐磨性能、自潤滑性能、摩擦學性能對環(huán)境的穩(wěn)定性并不是十分理想，特別是對鍍層的抗微動損傷性能方面也不十分理想。

富勒烯具有球狀結(jié)構(gòu)，有良好的化學穩(wěn)定性和優(yōu)異的摩擦學性能。納米富勒烯材料可以改善復(fù)合鍍層的摩擦學性能和抗微動損傷性能。目前具有類富勒烯結(jié)構(gòu)的硫化物和稀土氟化物納米材料制備耐磨和減摩的復(fù)合鍍層的研究的文獻主要有：

[1]陳衛(wèi)祥，涂江平，馬曉春，等.Ni-P-無機類富勒烯WS₂納米材料化學復(fù)合復(fù)層的制備及其摩擦學性能初步研究[J].化學學報，2002，60(9)：1722-1726.

[2]涂江平.含無機類富勒烯(IF)過渡族金屬硫化物納米復(fù)合涂層的環(huán)境摩擦磨損特性[J].機械工程學報，2007，43(1)：77-82.

但是迄今為止有關(guān)用富勒烯納米材料制備化學復(fù)合鍍層工藝的研究及對復(fù)合鍍層的抗微動損傷性能的研究還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容??本發(fā)明的目的是研制一種含有納米富勒烯的鍍液及用該鍍液制備復(fù)合鍍層的工藝，從而得到一種具有抗微動損傷性能的復(fù)合鍍層。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種含有納米富勒烯的鍍液，其特征在于該鍍液中含有：硫酸鎳或氯化鎳10-40g/L，次亞磷酸納或硼氫化鈉0.4-35g/L，檸檬酸三鈉或乙二胺10-120g/L，乙酸鈉或氫氧化鈉8-60g/L，丁二酸3-20g/L，碘化鉀或硫酸鉈0-25mg/L，按2∶1-3∶1的比例配制的陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配物20-150mg/L，直徑為30-400nm的納米富勒烯粒子1-25g/L，用硫酸或氨水調(diào)整溶液的PH值至4.5-14。

陽離子表面活性劑可以是十六烷基三甲基溴化銨或三乙醇胺，非離子表面活性劑可以是OP乳化劑。

一種采用上述鍍液制備復(fù)合鍍層的工藝，其特征在于該工藝包括如下步驟：

A、按每L鍍液中含有：硫酸鎳或氯化鎳10-40g，次亞磷酸納或硼氫化鈉0.4-35g，檸檬酸三鈉或乙二胺10-120g，乙酸鈉或氫氧化鈉8-60g，丁二酸3-20g，碘化鉀或硫酸鉈0-25mg的計量，分別用少量去離子水使其完全溶解；

B、按每L鍍液中含有直徑為30-400nm的納米富勒烯粒子1-25g，2∶1-3∶1的比例配制的陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配物20-150mg的計量，使納米富勒烯粒子與復(fù)配物作親水表面處理，然后用攪拌器攪拌30-35min；

C、再將上述各組分混合成均勻的溶液，并用硫酸或氨水調(diào)PH至4.5-14，加去離子水定容后獲得富勒烯化學復(fù)合鍍液，備用；

D、將鍍件表面進行除油及活化處理后，將鍍件置于溫度為75-95℃的傳統(tǒng)Ni-P或Ni-B基礎(chǔ)鍍液中進行預(yù)鍍30-35min；

E、再將預(yù)鍍后的鍍件置于預(yù)備的富勒烯化學復(fù)合鍍液中，采用攪拌器以60-85rad/min進行攪拌，并在溫度75-95℃下浸鍍1-3.5h，就獲得具有抗微動損傷特性的優(yōu)良復(fù)合鍍層。

在本發(fā)明中：硫酸鎳或氯化鎳是主鹽，次亞磷酸納或硼氫化鈉是還原劑，檸檬酸三鈉或乙二胺是絡(luò)合劑，乙酸鈉或氫氧化鈉是緩沖劑，丁二酸是加速劑，碘化鉀或硫酸鉈是穩(wěn)定劑，上述組分及含量也可以作常規(guī)替換。納米富勒烯粒子包括C₂₈、C₃₂、C₅₀、C₆₀、C₇₀、C₇₈、C₈₂、C₈₄、C₉₀等，都以球狀或橢圓狀結(jié)構(gòu)存在，都具有良好的化學穩(wěn)定性和優(yōu)異的潤滑性能，選用其中任何一種納米富勒烯粒子的化學復(fù)合鍍液均可得到具有抗微動損傷特性的復(fù)合復(fù)層。表面活性劑與納米富勒烯粒子應(yīng)當充分結(jié)合，使得表面活性劑被吸附在納米富勒烯粒子表面，起到分散納米粒子、防止納米粒子聚結(jié)和團聚的作用，保證納米富勒烯粒子充分均勻分散。Ni-P或Ni-B基礎(chǔ)鍍液即未加納米粒子的常見傳統(tǒng)鍍液。