一种改性NiAl基自润滑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种回收促进剂CBS废水中促进剂Μ的装置系统。
【背景技术】
[0002]NiAl合金因具有熔点高、抗蠕变强度大、耐腐蚀、耐氧化以及其稳定性高、高温强化和高温抗氧化性能强，已被广泛应用于航空、冶金、机械、电化学、环保工业等领域，并有进一步发展的潛力和扩大应用的需求([1] Miracle DB.The physical and mechanicalproperties of NiAl.Acta Metal1 Mater 1993;41:649-84.)D
[0003]近年来，在高技术领域中，对NiAl金属间化合物的摩擦学性能的研究也有报道([2] Chen Y, Wang ΗΜ.Microstructure of laser clad TiC/NiAl_Ni3(Al，Ti, C)wear-resistant intermetallic matrix composite coatings.Mater Lett 2003;57:2029-36.; [3] Murakami T, Ouyang JH, Sasaki S, Umeda K, Yoneyama Y.High-temperature tribological properties of AI2O3, N1-20 mass% Cr and NiAl spark-plasma-sintered composites containing BaF2~CaF2 phase.Wear 2005;259:626-33;
[4]Zhu SY, Bi QL, Niu MY, Yang J, Liu WM.Tribological behav1r of NiAlmatrix composites with addit1n of oxides at high temperatures.Wear 2012;274-275:423-34)。为进一步提高NiAl合金的摩擦学性能，国内外学者不断开展新的研究工作。而针对我国节能减排、降低污染的趋势，不仅对先进的工程材料的耐磨耐腐蚀性能，而且对材料的制备加工也提出了更高的要求。为此，研究人员积极寻求优良的润滑相，以满足摩擦学日益发展的需求，这类润滑相不仅具备良好的润滑性能与耐磨性能，而且易于加工制备，降低能源消耗。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料的制备方法，该自润滑材料将V205纳米线原位复合在NiAl基体中，所得的自润滑材料具有优良的摩擦学性能，且制备方法简单新颖，制备过程中工艺参数容易控制。
[0005]为实现上述目的，本分买那个采用以下技术方案:
一种改性NiAl基自润滑材料，它由Ni粉、A1粉和V205纳米线制备而成，其中N1:Al的摩尔比=1:1，加入V205纳米线的质量为Ni粉和A1粉总质量的0.5-2.0%。
[0006]所述的改性NiAl基自润滑材料的制备方法，包括以下步骤:
(1 )V205纳米线的制备:先将V205粉末置于3.5wt%Na0H溶液内，用HC1将pH值调为1.5-3.2，转移至聚四氟乙烯容器内，并将聚四氟乙烯容器置于耐高压不锈钢反应釜内，采用高压蒸汽密封，并加热至120-150°C，保温48小时，随后自然冷却至室温，得到V205纳米线；
(2)配料:按N1:Al的摩尔比=1:1选取Ni粉和A1粉，按Ni粉、A1粉总质量的0.5-2.0%选取步骤(1)所得V205纳米线，将V205纳米线与Ni粉、A1粉混合，得到配料； (3)干混:将步骤(2)得到的配料置于振动混料机内混合干混，得到烧结配料；
(4)烧结:将烧结配料采用放电等离子烧结得到以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料。
[0007]所述步骤(1)中V205与3.5wt%Na0H溶液的质量比为1:1.5。
[0008]所述步骤(1)中得到的V2O5纳米线直径为50nm，长度为1-10μηι。
[0009]所述步骤(4)中的振动混料机的外罐为高压不锈钢罐，内置聚四氟乙烯罐，振动频率为30Hz，振动力为8000N，振荡时间为20-35分钟。
[0010]所述步骤(4)中放电等离子烧结工艺为:烧结温度为900-1000°C、升温速率为120°C/min、烧结压力为50MPa、真空度为1 X 10—2_1 X 10—^a、保温时间为5min。
[0011]本发明的有益效果:1、本发明选取V205纳米线为NiAl合金的润滑相和增强相，分别采用水热法合成v205纳米线，并以此纳米线为润滑相和增强相，采用放电等离子烧结制备新型改性NiAl基自润滑材料，所制备的自润滑材料的基体与V205纳米线界面结合良好。另外，这种采用放电等离子烧结技术制备的以板状晶体为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料，其纯度高、致密性好，且具有优良的摩擦学性能。2、性能优良、可行性高:自润滑材料采用SPS进行烧结，烧结反应稳定，周期短，且制备的以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料性能好，纯度高。3、制备方法新颖，制备简单、快捷，适用于规模化批量生产:V205纳米线制备温度低，节能环保，易操作。4、制备所需原材料价格适中，来源广泛。制备润滑相所需设备成本低、易操作，适合规模化广泛应用。5、采用SPS方法制备自润滑材料，提高合成效率，节约能源，在降低合成成本基础上避免了的因加入V205纳米线而可能导致的杂相产生。6、本发明制备的一种以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料具有稳定优良的摩擦学性能。
【附图说明】
[0012]
图1是本发明的制备工艺流程图。
[0013]图2是本发明实施例1所制备的V205纳米线场发射扫面电镜照片。
[0014]图3是本发明实施例1所制备的新型改性NiAl基自润滑材料磨痕形貌图。
[0015]图4是本发明实施例2制备的新型改性NiAl基自润滑材料磨痕形貌图。
[0016]图5是本发明实施例3制得的新型改性NiAl基自润滑材料磨痕形貌图。
[0017]图6为本发明实施例1、2、3所制得的改性NiAl基自润滑材料的摩擦系数曲线。
[0018]图7为本发明实施例1、2、3所制得的改性NiAl基自润滑材料的磨损率曲线。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020]实施例1
一种以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料的制备方法，它包括如下步骤:
(1)先将3gV205粉末置于4.5g的3.5%NaOH溶液内，用HC1将pH值调为1.5，将初始溶液转移至聚四氟乙烯容器内，并将聚四氟乙烯容器置于耐高压不锈钢反应釜内，采用高压蒸汽密封，并加热至120°C，保温48小时，随后自然冷却至室温，得到V205纳米线；
(2)按N1: A1的摩尔比=1: 1选取11.7克Ni粉和5.4克A1粉和上述制备的V205纳米线0.09克;将Ni粉、A1粉和V205纳米线混合，得到配料；
(3 )将上述配料置于振动混料机内干混，振动混料外罐为钢罐，内置聚四氟乙烯罐，振动频率为30Hz，振动力为8000N，振荡时间为20分钟，得到烧结配料；
(4)放电等离子烧结得到所述的一种以V205纳米线为润滑相和增强相的新型改性NiAl基自润滑材料，放电等离子烧结工艺为:烧结温度为900°C、升温速率为120°C/min、烧结压力为50MPa、真空度为1 X 10—2Pa、保温时间为5min。
[0021]图2是实施例1所制备的V205纳米线场发射扫面电镜照片；图3是实施例1所制备的新型改性NiAl基自润滑材料磨痕形貌图。图2和3显示V205纳米线直径为50nm，长度为1-10μnuVsOs纳米线整体结构为条状，且表面平整光滑(图2)，较V205粉末颗粒提高了与NiAl基体的结