一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的氧化钇微球的制备方法与流程

本发明涉及焊接技术和材料制备领域，具体涉及一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球的制备方法。
背景技术：
：阻流剂是在钎焊过程中用以保护被焊金属表面的一种材料，能够在钎焊温度下有效阻止熔融的钎料向不需要焊接的表面随意流淌。钎焊完成后，可通过一定方式除去阻流剂残余组分，而不污染和腐蚀钎焊金属。在钛合金真空钎焊的加工过程中，由于钛元素为活性较高的活泼金属元素，常规阻流剂中的氧化物组分(如氧化铝)容易与钛合金中的钛元素发生反应，造成钛合金氧化污染，从而导致钎焊失败。因此，钛合金真空钎焊阻流剂采用氧化钇等惰性氧化物作为功能性的组分，氧化钇在真空钎焊过程中不会与钛元素发生反应，从而保证阻流剂在整个钎焊过程中性质的稳定性，不会造成钛合金的污染。同时，为了增加阻流剂的阻焊效果以适应大量钎料，常常在阻流剂配方中增加氧化物的用量或多次施涂阻流剂以达到所需用量。但过多增加阻流剂配方中的氧化物会导致阻流剂流动性下降，从而影响其正常使用，而多次施涂阻流剂需待上次所施涂的阻流剂完全干燥后再进行施涂，严重影响钎焊加工效率。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的氧化钇微球的制备方法。所得氧化钇微球的表面具有粗糙化结构，少量添加至阻流剂组分即可达到良好的阻流阻焊效果。为解决技术问题，本发明的解决方案是：提供一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的氧化钇微球的制备方法，包括如下步骤∶(1)取质量百分比浓度均为5～15％的硝酸钇水溶液和油酸钠水溶液，在搅拌下将硝酸钇水溶液滴加至油酸钠水溶液中，控制滴加量使硝酸钇与油酸钠的摩尔比为1∶4；滴加完成后升温至60～80℃，持续搅拌0.5～1小时，充分反应后滤出沉淀；沉淀经清洗、干燥后，得到油酸钇络合物；(2)按质量比40～60∶1～3∶6～8∶0.5～1.5∶3～5：5～7取油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛，一并加入正丁醇中，搅拌10～30分钟得到混合物一；油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛的总质量占正丁醇的质量比为30～50％；(3)按质量比0.05～0.15∶5～7∶80～90取氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水，混合均匀；继续加入混合物一，混合物一的质量占氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水的总质量20～30％；以分散机搅拌2～4小时，得到混合液二；(4)向混合液二中加入氯化钇和氟硼酸钾，继续以分散机搅拌1～3小时，得到混合液三；氯化钇占混合液二的质量比为7～9％，氟硼酸钾占混合液二的质量比为0.04～0.08％；(5)向混合液三中加入占其质量比1.0～2％的苯丙乳液，继续以分散机搅拌1～3小时，得到混合液四；(6)通过离心收集混合液四中的固态粉体，所得粉体经清洗、干燥后进行热处理，得到表面粗糙化的氧化钇微球。本发明中，所述步骤(1)、(6)中的清洗是指用去离子水清洗5次。本发明中，步骤(3)、(4)、(5)中分散机的转速为5000-10000转/分钟。本发明中，所述步骤(5)中的苯丙乳液是阴离子型乳液，固含量为40％，乳胶粒子粒径分布在0.1～0.5微米之间。本发明中，所述步骤(6)中的热处理是指在840～920℃下保温8～12小时。本发明中，所述步骤(6)中制备得到的氧化钇微球的表面具有粗糙化结构，其粒径在5～20微米之间。本发明的实现原理描述：1、基于含钇分散相在1,2环氧丙烷催化固化过程中的相分离过程，通过苯并三氮唑与三乙醇胺为相分离诱导剂，在两相界面处形成纳米级的相分离图样，构建纳米级的粗糙起伏结构，同时，通过水相中氯化钇及氟硼酸钾的添加抑制纳米级粗糙结构的奥斯瓦尔德熟化过程，从而抑制纳米级粗糙结构的粗化。2、表面粗糙化的结构大大降低了熔融钎料对氧化钇微球的润湿效果，从而使其阻焊效果大大提高。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明制备所得氧化钇微球的粒径在5～20微米之间，微球表面具有粗糙化的结构，使得微球表面的表面张力大大下降，进而对熔融钎料也具有更高的不浸润性，从而使添加本发明所述表面粗糙化氧化钇微球的阻流剂产品具有更好的阻焊效果。附图说明图1为氧化钇粉体的电镜照片；图2为本发明获得的氧化钇微球电镜照片。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。实施例1：一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球的制备方法，包括如下步骤：(1)将硝酸钇加入去离子水中搅拌10分钟得到以充分溶解得到硝酸钇水溶液，硝酸钇水溶液质量分数为5％，将油酸钠加入去离子水中搅拌10分钟以充分溶解得到油酸钠水溶液，油酸钠水溶液质量分数为5％，边搅拌边向油酸钠水溶液中滴加硝酸钇水溶液，待滴加完成后，升温至60℃，持续搅拌30分钟，充分反应后将沉淀滤出，并用去离子水清洗所滤出的沉淀5次，干燥后，得到油酸钇络合物。硝酸钇与油酸钠摩尔比控制在1：4。(2)将步骤(1)所得油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛以质量比为40：1：6：0.5：3：5加入正丁醇中搅拌10分钟得到混合物一，油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛的混合物总质量与正丁醇质量比为30％。(3)将氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水以质量比0.05：5：80均匀混合后，加入步骤(2)所得混合物一，混合物一质量与氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水总质量之比为20％，采用高速分散机以5000转/分钟的速度搅拌2小时，得到混合液二。(4)向步骤(3)所得混合液二中，加入占混合液二质量7％的氯化钇及占混合液二质量0.04％的氟硼酸钾，继续以5000转/分钟的速度搅拌1小时，得到混合液三。(5)向步骤(4)所得的混合液三中，加入占混合液三质量1.0％的苯丙乳液，继续以5000转/分钟的速度搅拌1小时，得到混合液四。(6)通过高速离心收集混合液四中的固态粉体，所得粉体用去离子水清洗5次，干燥后将粉体于840℃温度下热处理8小时，即得到一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球。微球的表面具有粗糙化结构，其粒径在5～10微米之间。实施例2:一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球的制备方法，包括如下步骤：(1)将硝酸钇加入去离子水中搅拌30分钟得到以充分溶解得到硝酸钇水溶液，硝酸钇水溶液质量分数为15％，将油酸钠加入去离子水中搅拌30分钟以充分溶解得到油酸钠水溶液，油酸钠水溶液质量分数为15％，边搅拌边向油酸钠水溶液中滴加硝酸钇水溶液，待滴加完成后，升温至80℃，持续搅拌1小时，充分反应后将沉淀滤出，并用去离子水清洗所滤出的沉淀5次，干燥后，得到油酸钇络合物。硝酸钇与油酸钠摩尔比控制在1：4。(2)将步骤(1)所得油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛以质量比为60：3：8：1.5：5：7加入正丁醇中搅拌30分钟得到混合物一，油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛的混合物总质量与正丁醇质量比为50％。(3)将氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水以质量比0.15：7：90均匀混合后，加入步骤(2)所得混合物一，混合物一质量与氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水总质量之比为30％，采用高速分散机以10000转/分钟的速度搅拌4小时，得到混合液二。(4)向步骤(3)所得混合液二中，加入占混合液二质量9％的氯化钇及占混合液二质量0.08％的氟硼酸钾，继续以10000转/分钟的速度搅拌3小时，得到混合液三。(5)向步骤(4)所得的混合液三中，加入占混合液三质量2％的苯丙乳液，继续以10000转/分钟的速度搅拌3小时，得到混合液四。(6)通过高速离心收集混合液四中的固态粉体，所得粉体用去离子水清洗5次，干燥后将粉体于920℃温度下热处理12小时，即得到一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球。微球的表面具有粗糙化结构，其粒径在10～20微米之间。实施例3:一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球的制备方法，包括如下步骤：(1)将硝酸钇加入去离子水中搅拌20分钟得到以充分溶解得到硝酸钇水溶液，硝酸钇水溶液质量分数为10％，将油酸钠加入去离子水中搅拌20分钟以充分溶解得到油酸钠水溶液，油酸钠水溶液质量分数为10％，边搅拌边向油酸钠水溶液中滴加硝酸钇水溶液，待滴加完成后，升温至70℃，持续搅拌45分钟，充分反应后将沉淀滤出，并用去离子水清洗所滤出的沉淀5次，干燥后，得到油酸钇络合物。硝酸钇与油酸钠摩尔比控制在1：4。(2)将步骤(1)所得油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛以质量比为50：2：7：1：4：6加入正丁醇中搅拌20分钟得到混合物一，油酸钇络合物、月桂酸、1,2-环氧丙烷、三乙醇胺、苯并三氮唑、戊二醛的混合物总质量与正丁醇质量比为40％。(3)将氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水以质量比0.1：6：85均匀混合后，加入步骤(2)所得混合物一，混合物一质量与氯化钠、十二烷基三甲基溴化铵、去离子水总质量之比为25％，采用高速分散机以7500转/分钟的速度搅拌3小时，得到混合液二。(4)向步骤(3)所得混合液二中，加入占混合液二质量8％的氯化钇及占混合液二质量0.06％的氟硼酸钾，继续以7500转/分钟的速度搅拌2小时，得到混合液三。(5)向步骤(4)所得的混合液三中，加入占混合液三质量1.5％的苯丙乳液，继续以7500转/分钟的速度搅拌2小时，得到混合液四。(6)通过高速离心收集混合液四中的固态粉体，所得粉体用去离子水清洗5次，干燥后将粉体于880℃温度下热处理10小时，即得到一种用于钛合金真空钎焊阻流剂的表面粗糙化氧化钇微球。微球的表面具有粗糙化结构，其粒径在7～15微米之间。发明效果验证1、取市售的氧化钇粉体，记为市售样品2、分别将市售样品、实施例1至3所得粉体平铺于不锈钢槽内，将72agcu钎料施于各平铺粉体表面，并在真空条件下(<4×10-2pa)熔融，冷却后观察72agcu钎料熔融后形成的接触角。其测试结果如下：样品72agcu接触角/°市售样品102实施例1161实施例2149实施例3153通过上表可以看出，相对于普通市售氧化钇粉体，本发明所得表面粗糙化氧化钇微球粉体对钎料熔体表现出更好的不浸润性，其技术效果相对而言是十分显著的。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12