[發(fā)明專利]一種二氧化鈰改性鋁化物梯度涂層體系的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810552004.9 | 申請日： | 2018-05-31 |
| 公開（公告）號： | CN108642535B | 公開（公告）日： | 2019-09-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 譚曉曉;孫丹;徐新成 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海工程技術(shù)大學(xué) |
| 主分類號： | C25D3/56 | 分類號： | C25D3/56;C25D15/00;C23C10/48;C23C28/02 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225 | 代理人： | 劉燕武 |
| 地址： | 201620 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鍍件 二氧化鈰 梯度涂層 改性鋁 化物 制備 預(yù)處理 抗氧化性能 低溫滲鋁 高溫環(huán)境 梯度鍍層 涂層體系 電沉積 電鍍液 富集層 熱生長 氧化膜 構(gòu)建 鋁粉 滲劑 掩埋 擴(kuò)散 阻礙 | ||
本發(fā)明涉及一種二氧化鈰改性鋁化物梯度涂層體系的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)：取鍍件基體預(yù)處理后，置于加入CeO2顆粒的電鍍液中，進(jìn)行電沉積處理，即具有Ni?CeO2梯度鍍層的鍍件；(2)：再將步驟(1)得到的鍍件掩埋在含鋁粉滲劑中，進(jìn)行低溫滲鋁，即在鍍件表面完成構(gòu)建δ?Ni2Al3?CeO2/Ni?CeO2涂層體系。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在高溫環(huán)境下形成CeO2富集層，阻礙涂層和基體的互擴(kuò)散，同時能夠顯著提高表面熱生長氧化膜的抗氧化性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高溫合金防護(hù)涂層領(lǐng)域，尤其是涉及一種CeO2改性鋁化物梯度涂層體系的制備方法。
背景技術(shù)
擴(kuò)散鋁化物涂層是工業(yè)應(yīng)用最早且應(yīng)用范圍最廣的高溫防護(hù)涂層。但其在實際使用過程中，涂層中抗高溫元素會逐漸損失，直至喪失保護(hù)能力，這個過程稱為涂層的退化。涂層退化主要發(fā)生在涂層/環(huán)境和涂層/基體相界面。在涂層/環(huán)境界面，鋁化物涂層可熱生長一層保護(hù)性Al2O3，有效抑制涂層的進(jìn)一步氧化。但目前存在的主要問題是熱生長Al2O3膜和涂層的黏附性能不甚理想。大量研究表明，向鋁化物涂層中添加微Pt或稀土元素可進(jìn)一步降低氧化膜的生長速率，提高氧化膜的黏附性能。在涂層/基體界面，由于鋁化物涂層中的Al含量遠(yuǎn)高于基體，Al會由涂層向基體擴(kuò)散。為抑制互擴(kuò)散，在涂層和基體之間施加一層阻礙涂層和基體互擴(kuò)散的擴(kuò)散障是一種較為有效的方法。目前，擴(kuò)散障主要分兩種，金屬基擴(kuò)散障和陶瓷基擴(kuò)散障。對于擴(kuò)散鋁化物涂層/合金體系來說，應(yīng)用的主要是金屬基擴(kuò)散障，例如Re-Cr-Ni，Ni-W，Co-Ru和Hf。但是，這些金屬基擴(kuò)散障并不能完全阻礙涂層和基體之間的互擴(kuò)散，它們在長時間使用后會發(fā)生退化。相較而言，陶瓷涂層(如氮化物，氧化物等)由于具有突出的元素擴(kuò)散阻擋能力、較高的熔點和高溫?zé)岱€(wěn)定性，是擴(kuò)散障涂層更好的選擇。但由于工藝的限制，目前這些陶瓷基涂層(如TiN，Al-O-N，Cr-O-N，α-Al2O3等)主要應(yīng)用于MCrAlY/合金體系而極少應(yīng)用于擴(kuò)散鋁化物涂層和合金基體之間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種CeO2改性鋁化物梯度涂層體系的制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
本發(fā)明提出了一種CeO2改性鋁化物梯度涂層體系的制備方法，包括以下步驟：
(1)：取鍍件基體預(yù)處理后，置于加入CeO2顆粒的電鍍液中，進(jìn)行電沉積處理，即具有Ni-CeO2梯度鍍層的鍍件；
(2)：再將步驟(1)得到的鍍件掩埋在含鋁粉滲劑中，進(jìn)行低溫滲鋁，即在鍍件表面完成構(gòu)建δ-Ni2Al3-CeO2/Ni-CeO2涂層體系。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，步驟(1)中所述的電鍍液包含有硫酸鎳、檸檬酸鈉、硼酸和氯化鈉。更優(yōu)選的實施方式中，步驟(1)中的電鍍液中，硫酸鎳的含量為150g/L，檸檬酸鈉的含量為120g/L，硼酸為35g/L，氯化鈉為12g/L。電鍍液中，檸檬酸鈉主要起增強(qiáng)陰極極化作用，提高鍍液穩(wěn)定性能；硫酸鎳作為主鹽，為試件提供金屬陽離子；硼酸作為調(diào)節(jié)pH值的緩沖劑；氯化鈉作為附加鹽，即活化劑，防止陽極的鈍化，提高鍍液的導(dǎo)電性能、分散力和覆蓋力，改善陰極電流密度，增強(qiáng)其極化程度。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，步驟(1)中，電沉積過程中，電鍍液的溫度為29℃-31℃，pH＝4，電流密度為2A/dm2。
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