[發(fā)明專利]一種具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110570062.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113278973B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍廉奎;嚴(yán)豪杰;曹發(fā)和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C28/04
• 分類號(hào): C23C28/04;C25D9/08;C25D5/48;C25D5/50;C22F1/18;C22F1/02;C23C26/00;C09D183/04;C09D7/61
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;魏微

1.一種具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，包含鈦基合金基體，以及依次層疊于鈦基合金基體表面的摻鎳的SiO₂層和摻鎳的SiOC層;

所述摻鎳的SiO₂層的厚度為4~14μm, 所述摻鎳的SiOC層的厚度為0.5~7 μm;

所述摻鎳的SiO₂層中的鎳元素含量大于摻鎳的SiOC層中鎳元素含量；

所述摻鎳的SiO₂層中，Ni和Si的摩爾比為1 : 12~1:18；和所述摻鎳的SiOC層中，所述Ni和Si的摩爾比為1 : 20~1:30。

2.如權(quán)利要求1所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，所述摻鎳的SiO₂層的厚度為7 ~ 8 μm。

3.如權(quán)利要求1所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，所述摻鎳的SiOC層的厚度為2~7 μm。

4.如權(quán)利要求3所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，所述摻鎳的SiOC層的厚度為4 ~ 5 μm。

5.如權(quán)利要求1所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，所述鈦基合金為含鋁的鈦基合金。

6.如權(quán)利要求5所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件，其特征在于，所述鈦基合金為Ti3-Al、Ti-Al、Ti-Al3、Ti-6Al-4V、TiAlNb或Ti-47Al-2Cr-2Nb。

7.一種如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對(duì)鈦基合金基體表面進(jìn)行預(yù)處理；

（2）配制前驅(qū)體溶液：將體積濃度為5%的四乙氧基硅烷、摩爾濃度為0.01 mol/L的鎳鹽、體積濃度為50%的乙醇和摩爾濃度為0.1 mol/L的硝酸鉀混合，調(diào)節(jié)pH為3~5，室溫下攪拌2~48 h，得前驅(qū)體溶液；

（3）在雙電極槽中加入步驟（2）所得前驅(qū)體溶液，以鈦基合金基體為工作電極，鉑片或石墨作為對(duì)電極，電極間距控制在1-10 cm，控制電流密度為-0.5 mA/cm² ~ -2.5 mA/cm²進(jìn)行電沉積，沉積時(shí)間為50 s ~ 2000 s，水洗后干燥，在鈦基合金表面得到摻鎳的SiO₂層；

（4）將烷氧基硅烷和非極性溶劑混合，然后加入納米Ni粉，得含有納米Ni粉的溶膠溶液，所述溶膠溶液中Ni粉的含量為0.1~1 g/L，通過(guò)提拉、旋涂或噴涂將所述溶膠溶液覆蓋在步驟（3）所得摻鎳的SiO₂層表面，其中，所述烷氧基硅烷和非極性溶劑的體積比為：烷氧基硅烷：非極性溶劑=(0.2~0.8)：1，所述烷氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式如式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

式（Ⅰ）中，-OR₁和-OR₂為可水解的烷氧基官能團(tuán)，-R₃和-R₄為兩個(gè)無(wú)氧碳鏈或者一個(gè)無(wú)氧碳鏈和一個(gè)烷氧基的組合；

（5）將步驟（4）所得樣品在空氣、惰性氣體或真空環(huán)境中熱處理2~8 h，熱處理溫度為700 ~ 1200 ℃，隨爐冷卻，得到所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件。

8.如權(quán)利要求7所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，所述熱處理溫度為700~1200℃。

9.如權(quán)利要求8所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，所述熱處理溫度為700~900℃。

10.如權(quán)利要求9所述具有鎳改性的硅基防護(hù)涂層的鈦基合金件的制備方法，其特征在于，步驟（5）中，所述熱處理溫度為800℃。