[發明專利]一種Cr2N顆粒的表面包覆鎳層方法

有效

• 申請號: 201710263605.3
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107225234B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 左孝青;孔德昊;羅曉旭;周蕓;陸建生;劉榮佩;起華榮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C18/36
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種Cr₂N顆粒的表面鎳包覆方法，屬于材料技術領域。本發明對Cr₂N顆粒進行粗化、敏化、活化等前處理，然后將前處理的Cr₂N顆粒分散于堿性鎳鹽溶液中，在還原劑條件下，將溶液中的鎳離子還原為單質鎳并沉積于Cr₂N顆粒表面得到鎳包覆的Cr₂N顆粒；本發明方法制得的鎳包覆的Cr₂N顆粒可有效延遲Cr₂N在溫度為1300~1500℃時的起始分解時間，可用做泡沫鋼用的發泡劑。

技術領域

本發明涉及一種Cr₂N顆粒表面的包覆鎳層方法，屬于材料技術領域。

背景技術

泡沫鋼是一種新型的泡沫金屬材料，具有輕質、高比強度、高比剛度等特點，相對于低熔點泡沫鋁等泡沫金屬材料，有更高的強度和能量吸收性能，在機動車、防爆、建筑、機械等領域有廣泛的應用前景。目前泡沫鋼的制備方法主要是粉末冶金法，然而粉末冶金法制備泡沫鋼存在生產成本高、制品尺寸小、不能滿足規模化生產等缺點。在泡沫金屬的制備方法中，熔體發泡法制備工藝簡單、生產成本低，能夠生產大尺寸工件，且易于實現規模化生產。熔體發泡法制備泡沫鋼的關鍵之一是發泡劑的選用，Cr₂N由于其較高的分解溫度而有望用于熔體發泡法制備泡沫鋼的發泡劑。然而，由于鋼的熔點較高（1350℃以上），未經處理的原始態Cr₂N的開始分解溫度為1055℃，將Cr₂N加入鋼熔體中會出現過早、過快的分解現象，使得泡沫鋼的氣孔均勻性差，給泡沫鋼的孔結構控制帶來困難。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種Cr₂N顆粒的表面包覆鎳層方法，即通過化學鍍方法在Cr₂N顆粒表面包覆厚度均勻可控的鎳層，達到延遲Cr₂N顆粒在高溫下的開始分解的時間、提高其分解溫度，使Cr₂N顆粒能夠作為熔體發泡法制備泡沫鋼的有效發泡劑。本發明具有制備工藝簡單，易于操作，且能有效地改善Cr₂N的分解性能的特點。

一種Cr₂N顆粒的表面包覆鎳層方法，具體步驟如下：

（1）在室溫、攪拌條件下，將Cr₂N顆粒置于粗化液中進行粗化處理10~30min，其中粗化液為氫氟酸、氟化銨、硝酸和去離子水的混合溶液，然后進行洗滌、過濾、干燥；

（2）在室溫、攪拌條件下，將步驟（1）所得產物置于敏化液中進行敏化處理10~25min，其中敏化液為氯化亞錫、鹽酸和去離子水的混合溶液，然后進行洗滌、過濾、干燥；

（3）在室溫、攪拌條件下，將步驟（2）所得產物置于活化液中進行活化處理10~30min，其中活化液為氯化鈀、鹽酸和去離子水的混合溶液，然后進行洗滌、過濾、干燥；

（4）將鎳鹽、還原劑、絡合劑、穩定劑、表面活性劑加入到去離子水中配制成鍍液；

（5）在溫度為35~45℃條件下，按照固液比g:mL為20~40:1000的比例，將步驟（3）所得產物加入到步驟（4）所得鍍液中，然后加熱至溫度為60~80℃，調節鍍液的pH值為8~11，在攪拌條件下反應13~65min，靜置，固液分離即得表面包覆鎳層的Cr₂N顆粒。

所述步驟（1）粗化液中氫氟酸、氟化銨、硝酸和去離子水的液固比mL:g:mL:mL為20~80: 0.5~5: 40~120:1000。

所述步驟（2）敏化液中氯化亞錫、鹽酸和去離子水的固液比g:mL:mL為5~15: 20~50:1000。

所述步驟（3）活化液中氯化鈀、鹽酸和去離子水的固液比g:mL:mL為0.3~1.5: 5~20:1000。