[發明專利]制備石墨烯改性可視耐磨涂層的熱噴涂粉末的制備方法

有效

• 申請號: 201710509682.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107245686B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王長亮;田浩亮;郭孟秋;湯智慧;崔永靜;高俊國;張歡歡;周子民
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;B22F9/02
• 代理公司: 北京智行陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 11738
• 代理人: 黃錦陽

本發明提供一種制備石墨烯改性可視耐磨涂層的熱噴涂粉末的制備方法，步驟1：稱取一定量的碳酸鍶（SrCO₃）、氧化鋁（Al₂O₃），稱取一定量酒精，混合；步驟2：稱取一定量氧化石墨烯分散在無水乙醇中超聲震蕩制備氧化石墨烯分散液；步驟3：將氧化銪（Eu₂O₃）和氧化鏑（Dy₂O₃）采用稀鹽酸溶解；步驟4：通過控制反應時間和溫度，實現石墨烯對Dy³⁺/Eu³⁺的改性和成分調控；步驟5：篩選獲得粉末粒徑約1μm~3μm的石墨烯改性的SrAl₂O₄:Eu³⁺,Dy³⁺粉末；步驟6：獲得一定粒度的石墨烯共摻雜Dy³⁺/Eu³⁺的WC?Co粉體材料。采用上述方案，純度高，粉末中石墨烯含量高，可用于熱噴涂技術制備可視耐磨涂層。

技術領域

本發明屬于熱噴涂技術制備可視耐磨涂層的石墨烯改性的SrAl₂O₄:Eu³⁺,Dy³⁺共摻雜WC-Co的噴涂材料技術領域，尤其涉及的是一種制備石墨烯改性可視耐磨涂層的熱噴涂粉末的制備方法。

背景技術

熱噴涂制備耐磨涂層是再制造工程應用的主要技術之一，既可以用于新品零件的表面耐磨性能提升，也可以用于失效零件幾何尺寸的修復，賦予廢舊零件新的生命周期，節省制造新品造成的能源和材料浪費，在航空航天、石化、核電站等高科技工程領域具有廣泛的應用潛力。

到目前為止，對再制造零件表面涂層在整機服役過程中一般只有涂層出現大面積點蝕或者剝落失效時才有明顯的故障發生，屬于“事后判斷”。這種失效具有突發性和難以預知性，往往在材料安全系數下服役時就突然發生失效，有可能對設備產生嚴重的損壞，甚至嚴重威脅一線操作人員的安全。另外，摩擦過程中涂層受到內部殘余應力、外界作用力等導致的涂層發生彈塑性變形、裂紋萌生、擴展、連接以及材料的斷裂等微觀漸進的累積損傷過程，肉眼根本無法直接觀察。因此，發展靈敏度高、有效且能在線監測涂層服役過程中微觀損傷過程的可視化監測技術是極其必要的。

目前都是通過利用先進儀器設備檢測到的各種信號，進行間接監測工件表面及內部磨損狀況，例如聲發射、超聲振動和機器視覺等技術，但這些監測手段所采用的測試儀器成本相當高，不僅對外界環境的要求高，而且難以實時操作以及測試過程不夠直觀等方面問題。發光涂層因其直觀性可有效應用于指示涂層，20世紀90年代，以SrAl₂O₄：Eu³⁺，Dy³⁺為代表新型稀土離子共激活，通過激發源照射，Eu³⁺，Dy³⁺電子發生從基態至激發態的躍遷，躍遷過程中吸收能量，停止激發后，電子從激發態躍遷回基態會釋放能量，從而發光被檢測到，目前這種材料以涂覆的形式在消防、建筑、軍事等領域得到了廣泛的應用，但涂覆層存在結合強度低、涂層易老化失效的問題。目前將發光涂層應用于磨損監測技術，至今鮮有報道。另外，Eu³⁺，Dy³⁺如果應用于涂層中由于在涂層內部激發信號的靈敏度有所下降，會影響其發光特性，有研究表明，氧化石墨烯（GO）是石墨烯的衍生物，其表面含有大量的含氧官能團，石墨烯具有熒光特性的原理正是石墨烯氧化過程中產生的含氧官能團導致π軌道發生缺陷而引起。也有研究證明GO表面含氧官能團會影響熒光強度以及位置的變化。綜上分析，采用石墨烯改性Dy ³⁺/Eu³⁺的成分調控和制備可實現增強Dy ³⁺/Eu³⁺應用于可視耐磨涂層中熒光強度弱的難題。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容