[發明專利]一種離子液體中電鍍Ni?Cr?PTFE復合鍍層的方法

有效

• 申請號: 201610392270.0
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN105862093B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 杜榮斌;劉濤;夏宏宇;孔學軍;王鈞偉
• 申請（專利權）人: 安慶師范大學
• 主分類號: C25D3/66
• 分類號: C25D3/66;C25D5/18;C25D15/00
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技術領域

本發明涉及一種離子液體電鍍Ni-Cr-PTFE方法，尤其涉及一種利用離子液體電鍍技術制備Ni-Cr-PTFE復合鍍層的方法。

背景技術

隨著現代表面技術的發展及各工業部門對各種材料表面性能要求的提高，傳統的金屬鍍層越來越不能滿足表面硬度、耐磨性、耐蝕性、導電性以及自潤滑性等多方面的要求。因此，以各種形式組織起來的復合材料得到了蓬勃的發展。由于復合鍍層的自潤滑性、耐磨及耐腐蝕性等性能要明顯優于傳統的金屬表面鍍層，國內外對在傳統鍍液中摻雜固體惰性微粒而制得的復合鍍層進行了大量的研究。自潤滑復合鍍層作為一種固體減摩材料，不僅克服了其它液體潤滑材料在400℃以上高溫或0℃以下低溫中因揮發、分解或凝固而無法使用的缺點，而且因其自潤滑性好、制備工藝簡單和投資成本低而倍受關注。

目前，科技工作者越來越重視兼具耐磨性和耐蝕性或耐磨性和抗高溫氧化性的多元復合材料鍍層，并取得了一定進展，特別是用電鍍法制取Ni-PTFE復合鍍膜在國外已得到工業化的應用，但通過對二元復合鍍層的研究表明：鎳硬度較低，與鐵粘結力較大，其復合鍍層與鐵質材料表面接觸時，摩擦因數較大，磨損較為嚴重，而鎳-鉻合金表觀悅目，硬度高，摩擦系數低，具有優良的耐磨、耐蝕和耐高溫等特性。本專利在非水體系中，采用脈沖電鍍技術，將聚四氟乙烯PTFE微粒分散懸浮于鎳鉻電鍍液中，利用其優良的自潤滑性、非黏著性、耐水性、耐高溫性和耐蝕性，通過電鍍的方法制得一種新型的Ni-Cr-PTFE復合電鍍層，采用電鍍法制備Ni-Cr-PTFE不僅能克服液體潤滑材料高溫揮發、分解或低溫凝固而無法使用的缺點，而且操作簡單，成本低，具有很好的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離子液體電鍍Ni-Cr-PTFE方法。該方法的目的在于通過脈沖電鍍技術實現分散懸浮于鎳鉻電鍍液中的PTFE微粒與鎳鉻鍍層共沉積，形成具有良好性能和使用價值的Ni-Cr-PTFE復合鍍層，同時提供一種工藝簡單的生產方法。本發明通過以下技術方案實現。

一種離子液體電鍍Ni-Cr-PTFE方法，其具體步驟如下：

步驟1、在惰氣環境中，將一定量1-乙基-3-甲基咪唑氯(EMIMCl)和乙二醇(EG)摩爾比為1∶2的混合液放入自制電解槽中，然后向離子液體中分別加入8-32克無水含鎳離子液體[EMIM]NiCl₃、9-36克無水含鉻離子液體[EMIM]CrCl₄、1-3gLiCl、10-20gPTFE以及5-10mL十二烷基二甲基氧化胺(OB-2)，機械攪拌加超聲波攪拌4-12h混合均勻得電鍍液；

步驟2、將預處理后的基體為陰極，鉑片或石墨為陽極，將陰極和陽極放入到步驟1得到的電鍍液中，保持極間距為0.5-1.5cm，溫度保持60-100℃，脈沖頻率控制在10-500Hz，脈沖占空比為0.1-0.7，沉積周期為20-75ms，攪拌速度控制在180-600轉每分鐘，控制平均電流密度為8-25A/dm²進行脈沖電鍍0.5-2小時，得到陰極復合鍍件；

步驟3、將步驟2得到的陰極鍍件依次采用甲醇和去離子水沖洗，吹干，即得Ni-Cr-PTFE合金鍍層。

本發明的特點是：

(1)本發明制備的Ni-Cr-PTFE復合鍍層表面PTFE分布均勻，結構致密，與基體結合力良好，PTFE和Cr的加入使得鍍層的減摩性和硬度明顯提高。

(2)本發明工藝簡單，原料易得，制備容易，價格便宜，能耗較小。

附圖說明

圖1為用于本發明的Ni-Cr-PTFE電鍍裝置圖。

圖2為本發明中Ni-Cr-PTFE復合鍍層的表面形貌圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本發明作進一步說明。

步驟1、在惰氣環境中，首先取300mL 1-乙基-3-甲基咪唑氯(EMIMCl)和乙二醇(EG)摩爾比為1∶2的無水混合溶劑放入自制電解槽中，然后向無水混合溶劑中分別加入16克含鎳離子液體[EMIM]NiCl₃、18克含鉻離子液體[EMIM]CrCl₄、2gLiCl、12gPTFE以及6mL十二烷基二甲基氧化胺(OB-2)，機械攪拌加超聲波攪拌10h混合均勻得電鍍液；