[發明專利]在化學鍍溶液中制備鎳修飾六方BN及其封嚴材料的方法

在審

• 申請號: 201810128528.5
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108359965A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 馮晶;楊瓊連;汝娟堅
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 周建軍

本發明提供一種在化學鍍溶液中制備鎳修飾六方BN及其封嚴材料的方法，包括如下步驟：a)稱取清洗后的六方BN；b)配制化學鍍鎳溶液：稱取硫酸鎳、檸檬酸鈉、次亞磷酸鈉、硼酸，加水制得化學鍍鎳溶液，再加入離子液體，調節溶液pH至8?10；c)將步驟b)制得的化學鍍鎳溶液加熱，并加入六方BN，鍍覆結束后將溶液固液分離，后處理得到所述鎳修飾六方BN粉末，然后將上述制備的鎳修飾六方BN粉末壓片成型后進行煅燒得到封嚴材料。本發明通過加入氯化膽堿?乙二醇，顯著削弱鎳顆粒間的相互作用，進而有效減少團聚現象，本發明利用上述制備的鎳修飾六方BN提高了六方BN表面的潤濕性，可將其用于制備綜合性能優良的封嚴材料。

技術領域

本發明涉及非金屬材料表面改性技術領域，特別是涉及在化學鍍溶液中制備鎳修飾六方BN及其封嚴材料的方法。

背景技術

近年來，航空工業的迅速發展對航空發動機提出了越來越高的要求，大推力、高效率、低能耗已成為發動機設計和制造的總體目標。減小壓氣機、渦輪機葉尖與機匣的間隙是提高發動機性能的重要手段，而壓氣機可磨耗封嚴材料可以將間隙減小到最低限度。因此，可磨耗封嚴材料逐漸在發動機的發展過程中展現其獨特優勢。六方BN是一種優良的高溫固體潤滑劑，具有類似石墨的層狀結構，有良好的潤滑性、抗沖蝕性、高溫熱穩定性和耐化學腐蝕性。但當六方BN作為固體潤滑劑制備可磨耗封嚴材料時，如果六方BN粉末與基體之間的潤濕性不佳，會對材料的摩擦磨損性能和力學性能造成不利影響。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種在化學鍍溶液中制備均勻分散的鎳修飾六方BN的方法，用于解決現有技術中化學鍍過程中析出的鎳顆粒沉積速度快、易團聚等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種在化學鍍溶液中制備均勻分散的鎳修飾六方BN的方法，包括如下步驟：

a)稱取清洗后的六方BN；

b)配制化學鍍鎳溶液：稱取硫酸鎳、檸檬酸鈉、次亞磷酸鈉、硼酸，加水制得化學鍍鎳溶液，再加入離子液體，調節溶液pH至8-10；

c)將步驟b)制得的化學鍍鎳溶液加熱，向溶液中加入步驟a)中稱取的六方BN，攪拌混勻，鍍覆結束后將溶液固液分離，后處理得到所述鎳修飾六方BN。

在本發明的一些實施例中，所述步驟a)中，六方BN的用量為5-20g/L，即每升化學鍍鎳溶液中加入5-20g六方BN。

在本發明的一些實施例中，所述步驟b)中，先加少量水將各原料稀釋，然后將硫酸鎳溶液加入到檸檬酸鈉溶液中，混勻后，再向混合液中依次加入次亞磷酸鈉溶液、硼酸溶液。

在本發明的一些實施例中，所述步驟b)中，所述化學鍍鎳溶液中含有：40～60g/L硫酸鎳、30～50g/L檸檬酸鈉、25～40g/L次亞磷酸鈉、20～35g/L硼酸。硫酸鎳為主鹽，在化學鍍溶液中提供鎳離子；檸檬酸鈉為絡合劑，使鎳離子與檸檬酸根形成配合物，防止鎳離子與后續的堿性溶液形成沉淀；次亞磷酸鈉為體系還原劑，其作用是將配合物中的鎳離子還原為鎳原子；硼酸為化學鍍溶液中的緩沖劑，主要抑制鎳離子的還原速度，避免團聚。制備化學鍍溶液時各原料用量應在一定的范圍內，當硫酸鎳用量過多時，過多的鎳離子無法與檸檬酸根形成配合物，會導致鎳離子的浪費，反之，當硫酸鎳過少時，后續的檸檬酸鈉、次亞磷酸鈉、硼酸都得不到充分利用。當次亞磷酸鈉過多時，會導致還原劑的浪費，反之，當還原劑用量過少時，無法將溶液中的鎳離子充分還原。而當體系中硼酸用量過多時，會導致溶度反應速度減慢，當其用量過少時，則在溶液中無法體現其作用，因此各原料的用量都需控制在一定范圍內。

在本發明的一些實施例中，所述步驟b)中，離子液體選自氯化-1-丁基-3-甲基咪唑、氯化膽堿-乙二醇、四氟硼酸咪唑中的至少一種。