[發明專利]一種復合涂層的制備裝置及制備方法

在審

• 申請號: 201410335268.0
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104088002A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 劉學璋;向軍淮
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.一種復合涂層的制備裝置，包括復合鍍裝置，其特征在于：所述復合鍍裝置內設有周期性運動磁場；所述周期性運動磁場置于鍍槽的外側或內部。

2.根據權利要求1所述的一種復合涂層的制備裝置，其特征在于：所述周期性運動磁場為電磁場或穩恒磁場；所述電磁場的磁場強度為20高斯～500高斯，磁場旋轉頻率為0.5kHz～20kHz；所述穩恒磁場的磁場強度為50高斯～10特斯拉，磁場旋轉頻率為0.1kHz～15kHz；所述穩恒磁場為氧化磁鐵、合金磁鐵、釤鈷磁鐵、橡膠磁體、釹鐵硼磁鐵、橡膠磁鐵或塑料磁鐵中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種復合涂層的制備裝置，其特征在于：所述復合鍍裝置為化學復合鍍裝置、復合電沉積裝置或復合電泳沉積裝置。

4.根據權利要求1所述的一種復合涂層的制備裝置，其特征在于：所述復合鍍裝置包括鍍槽、攪拌系統、周期性運動磁場產生與調節系統、溫控系統；

所述鍍槽為復合鍍反應室，用于復合鍍層的形核、鍍層的生長、固體顆粒與基質金屬的共沉積；

所述攪拌系統置于鍍槽內，用于提高鍍液與固體顆粒的分散性，增加鍍液的傳質與流動；

所述周期性運動磁場產生與調節系統用于產生作用域鍍槽的特定強度的周期性運動磁場，并控制運動磁場的頻率周期；

所述溫控系統置于鍍槽底部，用于測量與穩定鍍液的溫度。

5.根據權利要求1所述的一種復合涂層的制備裝置，其特征在于：所述復合鍍裝置還包括直流穩壓電源與電極；所述直流穩壓電源與電極用于復合電沉積或復合電泳沉積時提供豎直電極和水平電極。

6.利用如權利要求1所述的裝置進行復合鍍層制備的方法，具體步驟如下：

步驟一、設定磁場強度及磁場旋轉頻率；

步驟二、選取試樣基體、并進行試樣基體預處理；

步驟三、調配鍍液；將鍍液放置入鍍槽內，并將改性后的納米粒子，放置到鍍液中，利用攪拌系統進行攪拌，主要采用間隙機械攪拌，使納米粒子的顆粒均勻分散在鍍液中；

步驟四、將試樣基體放置在鍍液中，利用磁場作用使鍍液在試樣基體上快速形核、生長，促使鍍層快速形成；完成復合鍍，復合鍍的時間為60min；復合鍍的溫度為45±1℃～85±1℃；

步驟五、將步驟四中施鍍后的試樣基體利用去離子水進行沖洗；反復沖洗3次；沖洗時間為5min；

步驟六、對步驟五中水洗后的試樣基體的鍍層進行去氫處理；

步驟七、對步驟六中的試樣基體進行熱處理，熱處理時間為1h或6h，得到具有高性能的納米復合涂層。

7.?根據權利要求6所述的復合鍍層制備的方法，其特征在于：在步驟二中，所述試樣基體為低碳鋼板、銅片、鎳板、鋼板；

試樣基體預處理的步驟，具體如下：

1）、試樣基體去油處理；主要是采用超聲波處理去油，將基體放入10%的NaOH溶液中，去油溫度為25℃；超聲去油時間為5min；

2）、對步驟1中去油的試樣基體進行第一次水洗，主要是采用去離子水進行沖洗，去離子水的電阻率大于5MΩ·cm；反復沖洗3次；沖洗時間為5min；

3）、對步驟2中的沖洗后試樣基體進行電解除銹處理；

4）、對步驟3中除銹后的試樣基體進行第二次水洗，方法和過程與第一次相同；

5）、對步驟4中水洗后的試樣基體進行活化處理，主要采用酸活化處理；活化處理采用的原料為鹽酸或硫酸的混合液；活化處理的溫度為25℃；時間為2min；

6）、對步驟5中活化處理后的試樣基體進行第三次水洗，其方法與過程與第一次相同。

8.根據權利要求6所述的復合鍍層制備的方法，其特征在于：所述步驟三中的鍍液配方為：硫酸鎳25~30g/L，次磷酸鈉25~30g/L，乳酸20~25ml/L，添加少量檸檬酸、硫脲、丁二酸，鍍液的pH為4.5。

9.根據權利要求6所述的復合鍍層制備的方法，其特征在于：所述步驟三中的鍍液配方為：硫酸鎳250~300g/L，氯化鎳20~35g/L，硼酸30~45g/L；

鍍液的pH為4.5，電流密度為I=2.5A/dm²。

10.根據權利要求6所述的復合鍍層制備的方法，其特征在于：所述步驟三中的鍍液配方為：硫酸鎳250~300g/L，氯化鎳35~45g/L，硫酸鈷2.5~3.0g/L，硼酸30~45g/L；

鍍液的pH為4.5，電流密度為I=2.0A/dm²。