[發明專利]具有Ni?Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni?Al粘結層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610202735.1
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105714339B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 周玉華;趙曉峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12;C25D5/40;C23C10/48;C25D15/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

1.具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層材料的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

(1)表面處理：

(1-1)通過電火花線切割將鎳基合金切割成長度為25-35mm、寬度為15-25mm、高度為2-4mm的鎳基合金金屬片；

(1-2)通過電火花線切割將純度≥99％鎳板切割成長度為25-35mm、寬度為15-25mm、高度為2-4mm的鎳板金屬片；

(1-3)清洗鎳基合金金屬片、鎳板金屬片，打磨除銹，再清洗除去油污；

(1-4)在室溫下采用酸性溶液對鎳基合金金屬片進行電解陽極活化處理，隨后用流動清水清洗，再于去離子水中超聲清洗，吹干待用；

(2)配制電鍍溶液；

(3)涂鍍Ni-Zr鍍層：

以鎳板金屬片為陽極，鎳基合金金屬片為陰極，將鎳板金屬片、鎳基合金金屬片置于步驟(2)的電鍍溶液中，于50-60℃下，邊攪拌邊進行電鍍，電鍍的時間依據所需Ni-Zr鍍層的厚度而定，待電鍍結束后，清洗，吹干待用，制得涂鍍有Ni-Zr鍍層的鎳基合金；

(4)包埋滲鋁：

(4-1)將單質金屬Al粉與銨鹽粉末一起研磨，混合均勻，制得混合粉末，再將混合粉末置于坩堝中；

(4-2)將步驟(3)制得的涂鍍有Ni-Zr鍍層的鎳基合金包埋入混合粉末中，將坩堝置于管式爐中，加熱至550-650℃，恒溫處理10-12h，隨后冷卻至室溫，取出樣品，經超聲清洗后，干燥，即制得所述的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層材料；

步驟(2)所述的配制電鍍溶液的方法具體包括以下步驟：

(2-1)將鎳鹽及酸性電解質溶解于50-70℃的去離子水中，制得混合溶液；

(2-2)將陰離子表面活性劑溶解于煮沸的去離子水中，然后加入到混合溶液中，并采用堿性溶液調節pH值為4-4.5；

(2-3)再加入金屬Zr粉，充分攪拌，使金屬Zr粉在混合溶液中均勻分散，即制得所述的電鍍溶液；

步驟(2-3)所述的金屬Zr粉在混合溶液中的質量濃度為0.1-1g/L，并且所述的金屬Zr粉的粒徑為1-3μm；

步驟(3)所述的電鍍的工藝條件為：控制攪拌速度為250-350r/min，電流密度為50-100mA/cm²；

步驟(4-1)所述的單質金屬Al粉與銨鹽粉末的質量之比為92-97:3-8，并且所述的銨鹽粉末為NH₄Cl粉末。

2.根據權利要求1所述的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層的制備方法，其特征在于，步驟(1-4)中所述的電解陽極活化處理的條件為：控制溫度為25-30℃，電流密度為100-200mA/cm²，處理時間為1-5min。

3.根據權利要求1所述的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層的制備方法，其特征在于，步驟(2-1)所述的鎳鹽為六水硫酸鎳及六水氯化鎳，所述的酸性電解質為硼酸，并且所述的六水硫酸鎳、六水氯化鎳及硼酸在混合溶液中的質量濃度分別為100～300g/L、10～30g/L、20～40g/L。

4.根據權利要求1所述的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層的制備方法，其特征在于，步驟(2-2)所述的陰離子表面活性劑在混合溶液中的質量濃度為0.2-1g/L，并且所述的陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

5.根據權利要求1所述的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層的制備方法，其特征在于，所述的鎳基合金包括多晶鎳基合金、定向凝固鎳基合金或單晶鎳基合金中的一種。

6.如權利要求1至5任一項所述的方法制備而成的具有Ni-Zr擴散障礙層的Zr摻雜Ni-Al粘結層。