专利名称：一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种热喷涂的喂料及其制备方法。
背景技术：
制备满足热喷涂工艺要求的喂料是制备高质量涂层的先决条件。纳米材料具有许多奇异的特性，用于热喷涂可显著提高涂层的性能。然而，纳米粉末质量轻，无法满足热喷涂工艺的要求，此外，纳米材料表面活性高、熔点低，热喷涂过程中极易发生熔化、气化及涂层中晶粒长大现象，无法制备出高质量的涂层，该技术问题急需解决。
发明内容
本发明提供一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料及其制备方法，要解决纳米粉末质量轻，热喷涂过程中极易发生熔化、气化及涂层中晶粒长大现象，无法满足热喷涂工艺要求的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料，其特征在于所述喂料由镍合金/氧化铝纳米颗粒通过机械或冶金的结合方式形成的球形颗粒，所述镍合金/氧化铝纳米颗粒以Al2O3粉末作为颗粒核心，颗粒核心的外表沉积有镍合金包覆层，镍合金/氧化铝纳米颗粒的平均粒径为10 100微米，镍元素的质量分数为20% 50%。一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料的制备方法，其特征在于包括化学包覆、喷雾造粒以及低温烧结三个步骤
步骤1、化学包覆，采用平均粒径为10 IOOnm的Al2O3粉末作为颗粒核心材料，采用化学镀方法，化学镀的镀液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的纳米粉体的颗粒核心表面上，包覆后的镍合金/氧化铝纳米颗粒中镍元素的质量份数为20% 50%，化学包覆的反应式为
++ 0 ,式中，C为络合剂；m为络合剂配位体数目；R和0分别为还
原剂的还原态和氧化态，上式分解为 阴极反应, 阳极反应及->0 + 2β ；
步骤2、喷雾造粒，将镍合金/氧化铝纳米颗粒、粘结剂、水、分散剂均勻混合，制备成具有粘度的浆料，采用喷雾干燥设备对浆料进行造粒处理，得到团聚状的镍合金/氧化铝纳米颗粒粉体；
步骤3、低温烧结，在惰性气体保护下对喷雾造粒后的粉体进行低温烧结处理，形成团聚状、疏松多孔球形镍合金/氧化铝纳米结构颗粒，烧结工艺参数见下表
权利要求
1.一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料，其特征在于所述喂料由镍合金/氧化铝纳米颗粒通过机械或冶金的结合方式形成的球形颗粒，所述镍合金/氧化铝纳米颗粒以Al2O3粉末作为颗粒核心(2)，颗粒核心(2)的外表沉积有镍合金包覆层(3)，镍合金/氧化铝纳米颗粒的平均粒径为10 100微米，镍元素的质量分数为20% 50%。
2.—种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料的制备方法，其特征在于包括化学包覆、喷雾造粒以及低温烧结三个步骤步骤1、化学包覆，采用平均粒径为10 IOOnm的Al2O3粉末作为颗粒核心(2)材料，采用化学镀方法，化学镀的镀液中的镍离子还原沉积在具有催化活性的纳米粉体的颗粒核心 (2)表面上，包覆后的镍合金/氧化铝纳米颗粒中镍元素的质量份数为20% 50%，化学包覆的反应式为
3.根据权利要求2所述的纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料的制备方法，其特征在于所述化学镀的镀液包括有镍盐、还原剂和络合剂，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍醋酸镍、氨基磺酸镍及次磷酸镍的一种，所述还原剂为次磷酸钠、硼氢化钠、烷基胺硼烷中的一种，所述络合剂为乳酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、氨基酸中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求2所述的纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料的制备方法，其特征在于所述粘结剂是聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，羧甲基纤维素(CMC)中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求2所述的纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料的制备方法，其特征在于所述喷雾干燥设备是高速离心喷雾干燥机，喷雾造粒过程离心盘转速设为10000 20000转 /分钟，干燥气体的进口温度设定为200 400°C，出口温度为100 300°C。
全文摘要
一种纳米结构金属陶瓷热喷涂喂料，所述喂料由镍合金/氧化铝纳米颗粒通过机械或冶金的结合方式形成的球形颗粒，所述镍合金/氧化铝纳米颗粒以Al2O3粉末作为颗粒核心，颗粒核心的外表沉积有镍合金包覆层，镍合金/氧化铝纳米颗粒的平均粒径为10～100微米，镍元素的质量分数为20%～50%。本发明综合运用化学镀、喷雾造粒、低温烧结等方法，制备出的粉体具有分散均匀、表面金属含量可控、工艺简单、易于操作等优点，解决了纳米粉末质量轻，热喷涂过程中极易发生熔化、气化及涂层中晶粒长大的技术难题，符合热喷涂工艺的要求，制备出满足等离子喷涂工艺要求的纳米结构喂料，广泛用于军工、航空航天、汽车、电子等需要热喷涂高质量涂层的领域。
文档编号C23C4/04GK102154607SQ20111013674
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者叶雄林, 李长青, 林琳, 邓世昌, 马世宁 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院