[發明專利]一種鎳包覆六方氮化硼復合粉體的制備方法

有效

• 申請號: 201710108039.9
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106623908B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 許崇海;吳光永;陳照強;衣明東;肖光春
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C18/34;C23C18/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種鎳包覆六方氮化硼復合粉體的制備方法，該方法包括：將h?BN粉體加入敏化液中，超聲條件下進行敏化；將敏化后的h?BN粉體加入活化液中，超聲條件下活化處理，分離、干燥得到活化的h?BN粉體；將活化后的h?BN粉體加入pH值為11?12的化學鍍液中，恒溫水浴施鍍；清洗、干燥后得到h?BN@Ni復合粉體。本發明制備的h?BN@Ni復合粉體包覆效果好，分散性好，添加應用到金屬基和陶瓷基固體自潤滑復合材料中，可使固體自潤滑復合材料的抗彎強度、硬度和斷裂韌性同時得以提高。本發明方法的設備簡單，操作簡便，安全性高，成本低。

技術領域

本發明涉及一種鎳包覆六方氮化硼復合粉體的制備方法，屬于固體自潤滑復合材料技術領域。

背景技術

六方氮化硼(h-BN)有“白色石墨”之稱，具有類似石墨的層狀結構，并且有良好的潤滑性、導熱性和耐化學腐蝕性，在900℃性能仍然穩定，是一種優良的高溫固體潤滑劑，廣泛應用于金屬基固體自潤滑復合材料和陶瓷基固體自潤滑復合材料。

直接添加六方氮化硼對固體自潤滑復合材料的力學性能有很大負面影響，限制了其應用范圍。(1)對于直接添加六方氮化硼的金屬基固體自潤滑復合材料，一方面，六方氮化硼與金屬基體的潤濕性差，兩者的界面結合強度低，對金屬基體有較強的割裂作用。另一方面，由于六方氮化硼的密度比金屬基體小很多，在混料的過程中不可避免地出現偏析。兩方面導致復合材料的機械強度降低，影響其摩擦磨損性能。(2)對于直接添加六方氮化硼的陶瓷基固體自潤滑復合材料，由于六方氮化硼是一種軟性材料，其硬度和強度都明顯低于陶瓷基體，直接添加會導致復合材料的力學性能有較大幅度降低。此外，由于六方氮化硼是一種共價鍵化合物，在高溫下的固相擴散系數低，因此難以燒結。有文獻指出片狀的六方氮化硼交叉堆砌形成的卡片房式結構阻礙含六方氮化硼的復合陶瓷致密化，導致材料燒結性差，力學性能低。參見硅酸鹽學報，1998，26(2)：265-269。

針對直接添加六方氮化硼的固體自潤滑復合材料的力學性能較低的缺陷，研究發現通過添加包覆型六方氮化硼復合粉體制備固體自潤滑復合材料可以在一定程度上彌補上述技術缺陷。現有的包覆型六方氮化硼復合粉體的制備方法，主要有陶瓷包覆h-BN和金屬陶瓷h-BN。其中陶瓷包覆h-BN主要涉及氧化鋁包覆六方氮化硼、納米二氧化硅包覆六方氮化硼。例如，中國專利文件CN104974817A公開了一種利用正硅酸乙酯的水解與縮合反應制備球形納米二氧化硅包覆六方氮化硼復合粉體的方法；CN104892003A公開了一種利用非均相成核與真空煅燒制備氧化鋁包覆六方氮化硼復合粉末的方法。上述技術成功制備了陶瓷包覆六方氮化硼復合粉體，然而其不足之處在于：(1)對于金屬基固體自潤滑復合材料，陶瓷包覆層與金屬基體也存在潤濕性較差、結合強度偏低和密度相差較多的問題，因此添加陶瓷包覆六方氮化硼復合粉體對金屬基固體自潤滑復合材料的力學性能及其摩擦磨損性能改善作用不大。(2)對于陶瓷基固體自潤滑復合材料，一方面，陶瓷材料包覆層在燒結過程中不能或很少產生液相，對六方氮化硼的卡片房式結構的消除作用甚微，進而對所制備的復合材料致密化的促進作用較小。另一方面，由于陶瓷材料固有的低斷裂韌性的特性，添加陶瓷包覆六方氮化硼主要提高復合材料的硬度和抗彎強度，對其斷裂韌性的改善作用較小。