专利名称：陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂层的制备方法。
背景技术：
在金属基复合材料的研究中，增强体/基体的界面始终是人们关注的焦点，因为界面区的结合状态强烈地影响复合材料的综合性能。陶瓷相增强体与铝基体之间由于性能差异较大，两者之间的润湿性普遍较差，有时二者之间还会发生损伤力学性能的界面反应。为此，通过增强体表面涂覆改善基体与增强体之间的润湿性以及控制界面反应程度是金属基复合材料制备过程中是十分重要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决陶瓷相增强体和铝基体之间的润湿性差的技术问题，提供了一种陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法。陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为20 70: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0001 0.2mol/L，所述的铈盐为硝酸铈或氯化铈；三、配制浓度为0.001 0.lmol/L的碱液，所述的碱液为氨水或NaOH溶液；四、将碱液与铈盐水 溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为7 10，静置I 3h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为120 200°C、填充度为60 80%的条件下保温2 48h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于50 100°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为800 1100°C的条件下，保温30 120min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。本发明制备涂层的工艺操作简单，涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。
图1是试验一涂覆纳米氧化铈涂层的陶瓷相增强体表面的扫描电镜照片；图2是试验一涂覆纳米氧化铈涂层的陶瓷相增强体XRD衍射图谱，图中〇表示Al18B4O33W, ▲表示 CeO2。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一:本实施方式陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为20 70: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0001
0.2mol/L，所述的铈盐为硝酸铈或氯化铈；三、配制浓度为0.001 0.lmol/L的碱液，所述的碱液为氨水或NaOH溶液；四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为7 10，静置I 3h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为120 200°C、填充度为60 80%的条件下保温2 48h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于50 100°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为800 1100°C的条件下，保温30 120min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。
具体实施方式
二:本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照水与陶瓷增强体质量比为50: I的比例， 将陶瓷增强体与水混合。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三:本实施方式与具体实施方式
一或二之一不同的是步骤二中铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.001mol/L 0.15mol/L。其它与具体实施方式
一或二之一不相同。
具体实施方式
四:本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤二中铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0lmol/L。其它与具体实施方式
一至三之一相同。
具体实施方式
五:本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是步骤三中配制浓度为0.005mol/L的碱液。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六:本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤四中添加的过程混合溶液中的pH值为8。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七:本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤五中在温度为180°C、填充度为70%的条件下保温24h。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八:本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是步骤五中于80°C烘干。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九:本实施方式与具体实施方式
一至八之一不同的是步骤六中在温度为820 1000°C的条件下，保温40 lOOrnin。其它与具体实施方式
一至八之一相同。
具体实施方式
十:本实施方式与具体实施方式
一至九之一不同的是步骤六中在温度为900°C的条件下，保温60min。其它与具体实施方式
一至九之一相同。采用下述试验验证本发明效果:试验一:陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为30: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；
二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.05mol/L,所述的铈盐为硝酸铈；三、配制浓度为0.05mol/L的碱液，所述的碱液为氨水；四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为7.5，静置2h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为150°C、填充度为70%的条件下保温24h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于60°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为1000°C的条件下，保温50min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。本试验制备的纳米氧化铈涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。试验二:陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为30: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0008mol/L,所述的铺盐为硝酸铺；三、配制浓度为0.005mol/L的碱液，所述的碱液为氨水；四、将碱液与 铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为7，静置lh，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为130°C、填充度为60%的条件下保温4h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于60°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为820°C的条件下，保温50min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。本试验制备的纳米氧化铈涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。试验三:陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为40: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0006mol/L，所述的铈盐为氯化铈；三、配制浓度为0.01mol/L的碱液，所述的碱液为NaOH溶液；四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为9，静置3h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为180°C、填充度为70%的条件下保温24h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于90°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为900°C的条件下，保温50min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。
本试验制备的纳米氧化铈涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。试验四:陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下:一、按照水与陶瓷增强体质量比为60: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液；二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.006mol/L，所述的铈盐为氯化 铈；三、配制浓度为0.05mol/L的碱液，所述的碱液为NaOH溶液；四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为8，静置2h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为190°C、填充度为70%的条件下保温24h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于90°C烘干；六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为1000°C的条件下，保温lOOmin，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。本试验制备的纳米氧化铈涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。
权利要求
1.陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下: 一、按照水与陶瓷增强体质量比为20 70: I的比例，将陶瓷增强体与水混合，充分搅拌后超声分散，得到陶瓷增强体悬浊液； 二、将铈盐溶解到水中，得到铈盐水溶液，铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0001 0.2mol/L，所述的铈盐为硝酸铈或氯化铈； 三、配制浓度为0.001 0.lmol/L的碱液，所述的碱液为氨水或NaOH溶液； 四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，添加的过程混合溶液中的PH值为7 10，静置I 3h，去除水份，得到处理后的陶瓷增强体； 五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中，在温度为120 200°C、填充度为60 80%的条件下保温2 48h，自然冷却，将陶瓷增强体从水热釜中倒出，经过滤后，于50 100°C烘干; 六、将经过步骤五处理的陶瓷增强体在温度为800 1100°C的条件下，保温30 120min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。
2.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤一中按照水与陶瓷增强体质量比为50: I的比例，将陶瓷增强体与水混合。
3.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤二中铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.001mol/L 0.15mol/L。
4.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤二中铈盐水溶液中铈盐的浓度为0.0lmol/L。
5.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤三中配制浓度为0.005mol/L的碱液。
6.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤四中添加的过程混合溶液中的PH值为8。
7.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤五中在温度为180°C、填充度为70%的条件下保温24h。
8.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤五中于80°C烘干。
9.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤六中在温度为820 1000°C的条件下，保温40 lOOrnin。
10.根据权利要求1所述陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，其特征在于步骤六中在温度为900°C的条件下，保温60min。
全文摘要
陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法，它涉及一种涂层的制备方法。本发明为了解决陶瓷相增强体和铝基体之间的润湿性差的技术问题，陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层的制备方法如下一、制陶瓷增强体悬浊液；二、制铈盐水溶液；三、配制碱液；四、将碱液与铈盐水溶液同时滴加到陶瓷增强体悬浊液中，得到处理后的陶瓷增强体；五、处理后的陶瓷增强体移入水热釜中处理后，烘干，在温度为800～1100℃的条件下，保温30～120min，即得陶瓷相增强体表面纳米氧化铈涂层。本发明制备涂层的工艺操作简单，涂层均匀且致密，涂层的引入能够有效阻止界面反应的发生，提高界面结合强度。
文档编号C04B41/85GK103242061SQ20131017977
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者刘刚, 迟庆国, 李大勇, 杨志韬, 张昌海 申请人:哈尔滨理工大学