[發明專利]一種納米復合鍍鎳基鍍層材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201010509151.1
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN101935829A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 葉斌
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及用金屬材料對非晶合金或鈦合金、鋁合金等材料的表面鍍覆材料及，尤其涉及一種納米復合鍍鎳基鍍層材料及其制備方法。

技術背景

????有研究表明在真空環境或低壓條件下，兩個相互接觸的潔凈機械零部件金屬表面之間非常容易發生膠粘，而且由于摩擦熱難以散失，致使接觸界面的溫升很高，高溫(包括環境溫升)和真空及低壓(以及高接觸負荷)環境，都是導致接觸界面發生膠粘和摩擦磨損加劇的重要原因。而航天器、飛機也有如此類似的情況發生。由此可見，對空間機械摩擦副的潤滑要求非常嚴格。在這種特殊的環境條件下使用的潤滑劑，不僅應當具有適應性很強的良好摩擦學性能，而且它還必須具有超低蒸氣壓的特性，以防止縮短使用壽命和污染探測器的空間環境。

????在低壓或真空環境中，兩個相互接觸的機械零部件表面之間容易發生材料的相互擴散轉移與鍵合，從而導致粘結。隨著預載荷的增大和摩擦副在間歇操作過程中靜止時間的延長，這些現象都越發明顯。在靜、動摩擦轉換過程中，接觸界面容易產生粘、滑、摩擦噪聲和粘著磨損。為了防止和解決粘結的發生，目前，通常采用物理氣相沉積(PVD)、磁控濺射、離子束濺射或表面陽離子注入等表面處理方法，在上述方法中，最常用的是磁控濺射法。

????通過濺射方法獲得納米稀土氧化物和碳納米管薄膜潤滑的空間機械摩擦副，在真空度為10^-3Pa量級和靜止時間不到l0?min的條件下，重新啟動時的摩擦系數沒有發生變化。但是，當靜止時間處在10～1000?min范圍內的情況下，重新啟動時的摩擦系數就由0．015增大到0．045，在經過約lmin運行后又恢復到0．0l5。

經過上述方法進行表面處理后的運動構件，盡管能夠有效防止真空粘結行為的發生或減少運動構件的摩擦磨損。但是，上述方法存在著一個共同的缺點，就是需要的設備復雜、工藝條件苛刻及薄膜的制備成本高。以磁控濺射為例，在制備納米稀土氧化物和碳納米管薄膜時使用的鉬靶，需要極高的純度(>99．99％以上)鉬靶并且價格十分昂貴。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明提供一種防止粘結、且不需要復雜的設備，而且工藝簡單、材料來源廣闊、價格低廉、制備成本低、生產過程無污染，適合于中試化、工業化生產的一種納米復合鍍鎳基鍍層材料及其制備方法。

本發明的技術方案

一種納米復合鍍鎳基鍍層材料，按重量百分比計算含有納米稀土氧化物0.02～0.5%和碳納米管0.02～0.3%。

上述的一種納米復合鍍鎳基鍍層材料的制備方法，包括鍍件除油、活化、預

鍍、鍍覆：

鍍覆過程中所用的化學鍍液的組成為：

硫酸鎳18～42g／L，次亞磷酸鈉16～34g／L，乙酸鈉

2～60g／L，檸檬酸鈉5～70g／L，乳酸4～30g／L；用乳液法制備得液狀2～18g／L的納米稀土氧化物和2～12g／L碳納米管；

所述的納米稀土氧化物中的稀土元素指鑭、鈰或釔；

所述的納米稀土氧化物和碳納米管的粒徑為30～98納米；

用醋酸或氨水調整鍍液的pH值為3～14；

鍍覆過程中控制溫度為70～95℃，鍍覆時間O．5～3小時。

上述的一種納米復合鍍鎳基鍍層材料的另外一種制備方法，包括鍍件除油、

活化、預鍍、鍍覆：

鍍覆過程中所用的電鍍液

鍍液的組成為：硫酸鎳118～298g／L，氯化鎳13～78g／L，硼酸2～28g／L，亞磷酸或次亞磷酸鈉3～48g／L，硫酸鈉8～98g／L；2～18g／L的納米稀土氧化物和2～12g／L碳納米管；用硫酸或氫氧化鈉調整鍍液的pH值為1～4；

所述的納米稀土氧化物中的稀土元素指鑭、鈰或釔等；

所述的化學修飾的納米稀土氧化物和碳納米管的粒徑小于98納米；

鍍覆過程中控制溫度為20～70℃，陰極電流密度1～3A／dm²下，鍍覆時間0．5～3小時。

上述的本發明的納米復合鍍鎳基鍍層材料特別適用于非晶合金或鈦合金、鋁合金的鍍覆。

本發明的明顯效果