一種SiC粒子表面化學(xué)鍍Ni-P合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米粒子表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，SiC粒子被廣泛地用作顆粒增強(qiáng)體來制備金屬基復(fù)合材料，同時也是制備工程材料、功能材料的基本原料。國內(nèi)外許多學(xué)者都在積極致力于SiC粒子的應(yīng)用研宄。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):如果直接將裸SiC粒子加入金屬基體中制備增強(qiáng)復(fù)合材料，會因?yàn)镾iC粒子的共價鍵與金屬基體的金屬鍵之間的本質(zhì)差別而導(dǎo)致界面潤濕性能差，并且SiC粒子與金屬基體接觸時，界面處在800°c以上會發(fā)生顯著的固相反應(yīng)，導(dǎo)致SiC粒子降解，在界面處生成一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，改變金屬基體的微結(jié)構(gòu)，從而對界面的結(jié)合狀況以及材料的力學(xué)性能造成不利影響，從而大大降低其綜合性能。
[0003]如果在SiC粒子表面復(fù)合Ni或其它金屬形成陶瓷-金屬復(fù)合粉體，則可改善陶瓷與基體間的界面潤濕性以及化學(xué)相容性。將復(fù)合粉體加入到金屬基體表層中制備出表面復(fù)合材料，金屬元素和鍍層能夠抑制或延緩粒子與基體的反應(yīng)，同時在粒子周圍形成一些支撐粒子的組織，從而獲得耐磨性能優(yōu)良的金屬基復(fù)合材料。因此，為了更好地發(fā)揮SiC粒子的性能，一般需要對其表面進(jìn)行修飾以改善其性能，這也是國內(nèi)外材料科學(xué)、界面與表面科學(xué)等領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)研宄課題。
[0004]目前現(xiàn)有技術(shù)中主要通過化學(xué)鍍來實(shí)現(xiàn)SiC粒子與Ni或其它金屬的復(fù)合?；瘜W(xué)鍍法是利用金屬鹽溶液在還原劑的作用下使金屬離子還原成金屬，在鍍件的表面上得到金屬的沉積層，該方法具有工藝簡單、成本低廉、鍍層均勻、與基體結(jié)合好等優(yōu)點(diǎn)，在粒子的表面處理技術(shù)中具有很重要的地位。例如，公開號為CN103451634A的發(fā)明專利申請公開了“一種微米碳化硅粉體表面的化學(xué)鍍鎳方法”，該方法在開始加入的還原劑的量是僅能夠發(fā)生反應(yīng)的最小還原劑量，然后通過滴管進(jìn)行小流量的、不間斷的加入還原劑，使鍍液中還原劑的還原性保持恒定，從而達(dá)到控制反應(yīng)速度的目的，有效克服了鍍鎳微米碳化硅粉不穩(wěn)定和鍍鎳微米碳化硅粉表面裸露的問題。公開號為CN102277564A的發(fā)明專利申請公開了“一種鋁碳化硅復(fù)合材料表面化學(xué)鍍鎳磷合金工藝”，該工藝包括:工件表面預(yù)處理、除油、粗化、活化、施鍍、熱處理，其化學(xué)鍍液由鎳鹽、還原劑、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、光亮劑和去離子水組成，所得鍍層光亮、平整、均勻、致密。上述技術(shù)方案所公開的化學(xué)鍍修飾SiC粒子工藝都要對SiC粒子實(shí)施氧化、親水、敏化及活化等一系列前處理，過程繁雜，所用藥品極其昂貴，限制了這一方法在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種經(jīng)化學(xué)鍍活化處理后表面鍍有N1-P合金的SiC粒子及其活化處理方法。
[0006]本申請所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，包括:
[0008](I)配置鍍液:按比例配制化學(xué)鍍N1-P合金所需鍍液；
[0009](2)加熱鍍液:將裝有已配制好鍍液的鍍槽放在恒溫水浴中加熱，施鍍溫度為80°C?90°C ；
[0010](3)加入SiC粒子并攪拌:把已稱量好的SiC粒子直接加入上述鍍液中，實(shí)施誘發(fā)活化處理，誘發(fā)活化過程中無須攪拌；
[0011](4)施鍍至鍍液翻騰:施鍍時間為3?5小時，并調(diào)節(jié)pH值為4.6?5.0，直至鍍液中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，待到翻騰現(xiàn)象消失后即停止施鍍；
[0012](5)經(jīng)沉淀、過濾、干燥，得到鍍有N1-P合金的SiC粒子。
[0013]進(jìn)一步的，步驟(I)中所述鍍液的配方為:硫酸鎳20_40g/L，次亞磷酸鈉10-30g/L，檸檬酸10-30g/L，醋酸鈉5_25g/L，碘酸鉀0.01-0.05mg/L,十二烷基苯磺酸鈉0.01-0.05mg/Lo
[0014]進(jìn)一步的，步驟(I)中所述鍍液的配方為:硫酸鎳28g/L，次亞磷酸鈉20g/L，檸檬酸20g/L，醋酸鈉15g/L，碘酸鉀0.02mg/L，十二烷基苯磺酸鈉0.02mg/L。
[0015]進(jìn)一步的，步驟(3)中采用已鍍有N1-P合金的玻璃棒或采用已鍍有N1-P合金的鐵片實(shí)施誘發(fā)活化。
[0016]進(jìn)一步的，步驟(4)中采用1: 5的氨水調(diào)節(jié)鍍液pH值。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]活化后的SiC粒子表面復(fù)合N1-P合金效果好，避免了在化學(xué)鍍過程中加入SiC粒子前進(jìn)行的復(fù)雜處理，只需用已經(jīng)鍍有N1-P合金的玻璃棒或鐵片活化鍍液，工藝簡單。
【附圖說明】
[0019]圖1是經(jīng)活化處理表面鍍有N1-P合金的SiC粒子的示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合圖1詳細(xì)說明采用本發(fā)明所述方法制備的該表面鍍有N1-P合金的SiC粒子，該SiC粒子由SiC顆粒基體及復(fù)合在基體表面的N1-P合金元素層組成。該粒子可用作顆粒增強(qiáng)體來制備金屬基復(fù)合材料，同時該粒子也是制備工程材料、功能材料的基本原料。
[0022]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的【具體實(shí)施方式】。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，包括:(I)配置鍍液:按比例配制化學(xué)鍍N1-P合金所需鍍液，所述鍍液的配方為:硫酸鎳20g/L，次亞磷酸鈉10g/L，檸檬酸1g/L，醋酸鈉5g/L，碘酸鉀0.01mg/L，十二烷基苯磺酸鈉0.01mg/L ；⑵加熱鍍液:將裝有已配制好鍍液的鍍槽放在恒溫水浴中加熱，施鍍溫度為80°C ；(3)加入SiC粒子并攪拌:把已稱量好的SiC粒子直接加入上述鍍液中，采用已鍍有N1-P合金的玻璃棒進(jìn)行誘發(fā)活化；(4)施鍍至鍍液翻騰:施鍍時間為3小時，并采用1: 5的氨水調(diào)節(jié)鍍液pH值，調(diào)節(jié)pH值為4.6，直至鍍液中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，待到翻騰現(xiàn)象消失后即停止施鍍；(5)經(jīng)沉淀、過濾、干燥，得到鍍有N1-P合金的SiC粒子。
[0025]實(shí)施例2
[0026]一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，包括:(I)配置鍍液:按比例配制化學(xué)鍍N1-P合金所需鍍液，所述鍍液的配方為:硫酸鎳28g/L，次亞磷酸鈉20g/L，檸檬酸20g/L，醋酸鈉15g/L，碘酸鉀0.02mg/L，十二烷基苯磺酸鈉0.02mg/L ； (2)加熱鍍液:將裝有已配制好鍍液的鍍槽放在恒溫水浴中加熱，施鍍溫度為85°C ;(3)加入SiC粒子并攪拌:把已稱量好的SiC粒子直接加入上述鍍液中，采用已鍍有N1-P合金的玻璃棒進(jìn)行誘發(fā)活化；(4)施鍍至鍍液翻騰:施鍍時間為4小時，并采用1: 5的氨水調(diào)節(jié)鍍液pH值，調(diào)節(jié)pH值為4.8，直至鍍液中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，待到翻騰現(xiàn)象消失后即停止施鍍；(5)經(jīng)沉淀、過濾、干燥，得到鍍有N1-P合金的SiC粒子。
[0027]實(shí)施例3
[0028]一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，包括:(I)配置鍍液:按比例配制化學(xué)鍍N1-P合金所需鍍液，所述鍍液的配方為硫酸鎳40g/L，次亞磷酸鈉30g/L，檸檬酸30g/L，醋酸鈉25g/L，碘酸鉀0.05mg/L，十二烷基苯磺酸鈉0.05mg/L ； (2)加熱鍍液:將裝有已配制好鍍液的鍍槽放在恒溫水浴中加熱，施鍍溫度為90°C ；(3)加入SiC粒子并攪拌:把已稱量好的SiC粒子直接加入上述鍍液中，采用已鍍有N1-P合金的玻璃棒進(jìn)行誘發(fā)活化；(4)施鍍至鍍液翻騰:施鍍時間為5小時，并采用1: 5的氨水調(diào)節(jié)鍍液pH值，調(diào)節(jié)pH值為5.0，直至鍍液中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，待到翻騰現(xiàn)象消失后即停止施鍍；(5)經(jīng)沉淀、過濾、干燥，得到鍍有N1-P合金的SiC粒子。
[0029]最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，包括: (1)配置鍍液:按比例配制化學(xué)鍍N1-P合金所需鍍液； (2)加熱鍍液:將裝有已配制好鍍液的鍍槽放在恒溫水浴中加熱，施鍍溫度為80°C?90 0C ； (3)加入SiC粒子并誘發(fā)活化:把已稱量好的SiC粒子直接加入上述鍍液中，同時實(shí)施誘發(fā)活化處理，誘發(fā)活化過程中無須攪拌； (4)施鍍至鍍液翻騰:施鍍時間為3?5小時，并調(diào)節(jié)pH值為4.6?5.0，直至鍍液中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，待到翻騰現(xiàn)象消失后即停止施鍍； (5)經(jīng)沉淀、過濾、干燥，得到鍍有N1-P合金的SiC粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，其特征在于:步驟(I)中所述鍍液的配方為:硫酸鎳20-40g/L，次亞磷酸鈉10-30g/L，檸檬酸10_30g/L，醋酸鈉 5-25g/L，碘酸鉀 0.01-0.05mg/L，十二烷基苯磺酸鈉 0.01-0.05mg/L。
3.如權(quán)利要求1所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，其特征在于:步驟(I)中所述鍍液的配方為:硫酸鎳28g/L，次亞磷酸鈉20g/L，檸檬酸20g/L，醋酸鈉15g/L，碘酸鉀0.02mg/L，十二烷基苯磺酸鈉0.02mg/Lo
4.如權(quán)利要求1所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，其特征在于:步驟(3)中采用已鍍有N1-P合金的玻璃棒或采用已鍍有N1-P合金的鐵片實(shí)施誘發(fā)活化。
5.如權(quán)利要求1所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，其特征在于:步驟(4)中采用1: 5的氨水調(diào)節(jié)鍍液pH值。
6.如權(quán)利要求1所述的一種SiC粒子表面化學(xué)鍍N1-P合金的方法，其特征在于:該方法制備得到的表面化學(xué)鍍N1-P合金粒子的SiC粒子由SiC基體及復(fù)合在基體表面的N1-P合金元素層組成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SiC粒子表面化學(xué)鍍Ni-P合金的方法，該方法包括：在化學(xué)鍍Ni-P合金溶液中直接加入稱量好的SiC粒子，用已經(jīng)鍍有該合金的玻璃棒誘發(fā)活化恒溫水浴中的化學(xué)鍍液，或加入已經(jīng)鍍有該合金的鐵片并進(jìn)行誘發(fā)活化，直至出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，施鍍結(jié)束，經(jīng)沉淀、過濾、烘干等措施獲得鍍有Ni-P合金元素層的SiC粒子。該粒子可用作顆粒增強(qiáng)體來制備金屬基復(fù)合材料，同時該粒子也是制備工程材料、功能材料的基本原料。
【IPC分類】C23C18-36
【公開號】CN104694911
【申請?zhí)枴緾N201510118257
【發(fā)明人】侯俊英
【申請人】青島科技大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月18日