[發明專利]一種高活性納米鋁熱劑的制備方法

有效

• 申請號: 201710132841.1
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN107052569B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 何迎春;宋昊
• 申請（專利權）人: 寧波高新區遠創科技有限公司
• 主分類號: B23K23/00
• 分類號: B23K23/00;B23K35/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高活性納米鋁熱劑的制備方法，屬于鋁熱劑技術領域。本發明針對目前常規鋁熱劑產生的熱效率較低，易產生焊合率低、縮孔的問題，本發明提供了一種以氯化鋁和鋁粉作為基料，通過球磨后放入異丙醇中進行分散，使用三丁基鋁與異丙醇鋁進行反應，輔以超聲震蕩，在酸性調節下回流陳化，獲得鋁溶膠，隨后以檸檬酸銨作為絡合劑，與鐵離子進行結合，輔以表面活性劑進行改性，提高活性，添加鉑離子作為催化劑，通過超聲震蕩獲得鐵溶膠包裹鋁溶膠，再冷凍干燥，獲得含鐵化合物包裹鋁化合物的物質，最后通過電解熔融，通過鉑催化，還原包裹的部分氧化鋁，獲得氧化鐵摻雜鉑包裹氧化鋁及鋁的高活性納米鋁熱劑。

技術領域

本發明涉及一種高活性納米鋁熱劑的制備方法，屬于鋁熱劑技術領域。

背景技術

在諸多的焊接方法中，電阻焊（包括點焊、凸焊）被視為最重要的連接方法而被應用于車身結構及零部件的制造中。但是，與其它焊接方法相比，電阻焊能耗相對較高。在進行鋁合金電阻焊時，由于鋁合金具有較高的導熱、導電性。因此，同樣條件下產生電阻熱相對較少，且大量的焊接熱量被迅速傳導到金屬基體及周圍環境中而損失掉，焊接時需要相對更高的焊接能量作用才能實現這類材料的高質量焊接。在實際焊接生產中，為了提供足夠的電阻熱量，鋁合金等輕合金薄板結構的電阻點焊焊接電流通常為相同板厚低碳鋼的3～5倍。因此，為了實現鋁合金等輕合金薄板材料的高質量焊接，需要功率強大的電阻點焊機。這固然可以實現鋁合金材料的可靠焊接，但在產品的生產制造環節，卻需要消耗更多的電能。這無疑增大了能源消耗，增加了生產中的能源成本。

常規鋁熱劑通常由鋁粉和氧化鐵粉組成，主要用于鋼鐵等材料的鋁熱焊中。對于將鋁熱劑用于電阻點、凸焊鋁合金材料，起到降低電能消耗，提高焊接效率的作用，在之前的各類文獻資料中并未見相關報道。常規鋁熱劑用于電阻點、凸焊鋁合金材料，由于電阻熱的瞬時、點熱源的特性，使常規鋁熱劑產生的熱效率較低，難以發揮鋁熱劑的較大能效，易產生焊合率低、縮孔等缺陷，從而使其應用于電阻焊接鋁合金效果較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對目前常規鋁熱劑產生的熱效率較低，易產生焊合率低、縮孔的問題，本發明提供了一種以氯化鋁和鋁粉作為基料，通過球磨后放入異丙醇中進行分散，使用三丁基鋁與異丙醇鋁進行反應，輔以超聲震蕩，在酸性調節下回流陳化，獲得鋁溶膠，隨后以檸檬酸銨作為絡合劑，與鐵離子進行結合，輔以表面活性劑進行改性，提高活性，添加鉑離子作為催化劑，通過超聲震蕩獲得鐵溶膠包裹鋁溶膠，再冷凍干燥，獲得含鐵化合物包裹鋁化合物的物質，最后通過電解熔融，通過鉑催化，還原包裹的部分氧化鋁，獲得氧化鐵摻雜鉑包裹氧化鋁及鋁的高活性納米鋁熱劑。本發明制備的納米鋁熱劑活性高，熱效率高，焊合率高，無縮孔現象。

為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：

（1）按質量比1:3，取氯化鋁和鋁粉放入球磨機中，向球磨機中加入直徑為20mm的瑪瑙球，使用氮氣保護，以300r/min球磨40～50min，收集球磨物，將球磨物與球磨物質量7～9倍的異丙醇放入容器中攪拌均勻，對容器進行加熱，加熱至60～70℃，保溫20～25min；

（2）在上述保溫結束后，以0.1mL/s向容器中滴加三丁基鋁，滴加量為上述異丙醇體積的3～5％，再將容器置于超聲波震蕩器中，設定頻率為1.8～2.2MHz，震蕩30～40min，使用質量分數為70％的硝酸溶液調節pH至3.0～3.5，將容器置于回流裝置中，設定溫度為60～65℃，回流23～25h；

（3）待上述回流結束后，對回流裝置中的剩余物進行過濾，收集過濾物，按重量份數計，取70～80份無水乙醇、30～35份硝酸鐵、20～25份過濾物、12～16份環氧丙烷、3～5份檸檬酸銨、1～3份蔗糖脂肪酸酯及0.9～1.2份硝酸鉑，首先將無水乙醇、硝酸鐵、檸檬酸銨、蔗糖脂肪酸酯及硝酸鉑放入玻璃容器中，以160r/min攪拌10～15min；