本发明涉及喷涂,尤其涉及一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液、制备方法及应用。
背景技术:
1、随着5g通信技术、物联网以及人工智能(ai)等前沿科技的飞速发展,加之智能手机和平板电脑等消费电子产品市场的不断扩张,市场对高性能电子材料的需求正以前所未有的速度增长。这一趋势不仅促进了相关行业的进步,也为高纯度 y2o3及其衍生材料在电子工业中的应用开辟了广阔的前景。
2、传统大气等离子喷涂(aps)高纯y2o3耐等离子侵蚀涂层孔隙率高,喷涂用y2o3粉体制备工艺复杂,涂层制备成本高,悬浮液等离子喷涂(sps)将亚微米或纳米粉体以悬浮液方式直接送入等离子射流中喷涂。由于粉体尺寸比传统aps方法降低了一个数量级以上,制备的y2o3涂层具有密度高、结构均匀、硬度高、耐等离子刻蚀性能强。但在用于铝合金的喷涂时,存在结合强度不够、耐冷热冲击性能较差等问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的是提供一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液、制备方法及应用,使y2o3悬浮液在用于铝合金的喷涂时,不仅能够提高与金属表面的结合强度、耐冷热冲击性能、耐等离子刻蚀性能等性能,还能够提高y2o3悬浮液的抗硬结能力。
2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
3、一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,包括以下质量比原料:8-20%溶剂、1-3%表面活性剂、10-40%y2o3粉体和余量水。
4、根据上述技术手段,通过将y2o3粉体与溶剂、表面活性剂以及水混合后,就能够得到y2o3悬浮液,原料简单易得,而得到的y2o3悬浮液,不仅能够提高与金属表面的结合强度、耐冷热冲击性能、耐等离子刻蚀性能等性能,还能够提高y2o3悬浮液的抗硬结能力。
5、作为优选的,所述溶剂为高闪点的醇类溶剂、高闪点的多元醇类溶剂中的一种或多种组合。
6、进一步优选的,所述高闪点的醇类溶剂为闪点≥95℃的醇类溶剂。
7、进一步优选的,所述闪点≥95℃的醇类溶剂为长链醇。
8、进一步优选的,长链醇为油醇、反-9-十八烯醇、3-四癸炔-1-醇中的一种或多种组合。
9、进一步优选的,所述高闪点的多元醇类溶剂为闪点≥95℃的多元醇类溶剂。
10、进一步优选的,所述闪点≥95℃的多元醇类溶剂为二乙二醇单丁醚、三乙二醇二甲醚、peg200、peg400、peg600、新戊二醇、季戊四醇中的一种或多种组合。
11、根据上述技术手段,通过采用闪点≥95℃的醇类溶剂或多元醇类溶剂,不仅使悬浮液运输、存储更安全,在喷涂后,还能够在喷涂后,起到一定的增强耐候性、耐冷热冲击性能等。
12、作为优选的,所述表面活性剂为磷酸酯型阴离子表面活性剂。
13、进一步优选的,所述磷酸酯型阴离子表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基磷酸酯盐、硅氧烷磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯中的一种或多种组合。
14、进一步优选的,所述磷酸酯型阴离子表面活性剂为烷基磷酸酯盐。
15、进一步优选的,所述烷基磷酸酯盐为烷基磷酸单酯盐、烷基磷酸双酯盐中的一种或两种组合。
16、进一步优选的,所述烷基磷酸单酯盐为烷基磷酸单酯钠盐、烷基磷酸单酯钾盐、烷基磷酸单酯醇胺盐中的一种或多种组合。
17、进一步优选的,所述烷基磷酸双酯盐为烷基磷酸双酯钠盐、烷基磷酸双酯钾盐、烷基磷酸双酯醇胺盐中的一种或多种组合。
18、根据上述技术手段,通过采用烷基磷酸酯盐作为表面活性剂,其具有良好的缓蚀性能、抗氧化性能、乳化性能、化学稳定性和生物降解性,使其在使用时,一方面,能够与其他原料混合均一,提升悬浮液的稳定性;另一方面,用于产品时,能够提升产品的性能。
19、作为优选的,所述y2o3粉体的粒径为1-10um。
20、进一步优选的,所述y2o3粉体的粒径为2-6um。
21、根据上述技术手段,通过采用微米级的y2o3粉体,能够使y2o3粉体在悬浮液中分布的更均匀,从而在使用时,提升密度、结构均匀性,配合溶剂和表面活性剂,协同提升抗腐蚀性。
22、本申请还公开了一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液的制备方法,具体方法如下:
23、将溶剂与水加入容器中,搅拌均匀,再加入y2o3粉体与表面活性剂,高速搅拌,得到y2o3悬浮液。
24、本申请还公开了一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液的应用,用于喷涂在铝合金表面制备y2o3涂层,所述等离子喷涂的工艺参数为:等离子喷枪工作功率为30-35kw,等离子喷枪焓值为7-10,喷涂距离为80-100mm,送料速率为40-50ml/min;气体总量为240-250l/min。
25、作为优选的,所述气体中包括氩气、氮气和氢气,所述氩气的含量为70-80%,所述氮气和氢气的含量均为10-15%。
26、作为优选的,所述等离子喷枪的电压为140-155v,电流为220a。
27、根据上述技术手段,通过控制等离子喷涂的参数,能够在铝合金表面形成更致密、更均一的涂层。
28、采用上述方案的本申请,具有如下有益效果:
29、1.本申请中,通过将y2o3粉体与溶剂、表面活性剂以及水混合后,就能够得到y2o3悬浮液,原料简单易得,而得到的y2o3悬浮液,在用于金属表面喷涂时,不仅能够提高与金属表面的结合强度、耐冷热冲击性能、耐等离子刻蚀性能等性能,还能够提高y2o3悬浮液的抗硬结能力;
30、2.本申请中,采用闪点≥95℃的醇类溶剂或多元醇类溶剂,不仅使悬浮液运输、存储更安全,在喷涂后,还能够在喷涂后,起到一定的增强耐候性、耐冷热冲击性能等;
31、3.本申请中,采用烷基磷酸酯盐作为表面活性剂,其具有良好的缓蚀性能、抗氧化性能、乳化性能、化学稳定性和生物降解性,使其在使用时,一方面,能够与其他原料混合均一,提升悬浮液的稳定性;另一方面,用于产品时,能够提升产品的性能。
32、4.本申请中的y2o3悬浮液,制备方法简单,便于大规模生产,且在使用时,直接以y2o3悬浮液喷涂,能够节省加工成本。
1.一种用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,包括以下质量比原料:8-20%溶剂、1-3%表面活性剂、10-40%y2o3粉体和余量水。
2.根据权利要求1所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述溶剂为高闪点的醇类溶剂、高闪点的多元醇类溶剂中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述高闪点的醇类溶剂为闪点≥95℃的醇类溶剂。
4.根据权利要求2或3所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述高闪点的多元醇类溶剂为闪点≥95℃的多元醇类溶剂。
5.根据权利要求4所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述闪点≥95℃的多元醇类溶剂为二乙二醇单丁醚、三乙二醇二甲醚、peg200、peg400、peg600、新戊二醇、季戊四醇中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述表面活性剂为磷酸酯型阴离子表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述磷酸酯型阴离子表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯盐、烷基磷酸酯盐、硅氧烷磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液,其特征在于,所述y2o3粉体的粒径为1-10um。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体方法如下:
10.一种如权利要求9所述的用于等离子喷涂的y2o3悬浮液的应用,其特征在于,所述y2o3悬浮液用于喷涂在铝合金表面制备y2o3涂层,所述等离子喷涂的工艺参数为:等离子喷枪工作功率为30-35kw,等离子喷枪焓值为7-10,喷涂距离为80-100mm,送料速率为40-50ml/min;气体总量为240-250l/min。