【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電化學沉積領域，具體涉及一種金屬復合材料al-y2o3復合鍍層的制備方法。
技術介紹
1、隨著現代科學技術的發(fā)展，對基礎材料的性能要求越來越高，尤其是航空航天及軍工領域。鋁及其合金具有輕質、耐腐蝕性及良好的導電導熱性等優(yōu)異性能。但隨著現代服役條件對基礎材料綜合性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的鋁合金材料難以滿足要求，因此添加第二相顆粒制備的金屬基復合鍍層應運而生，并解決了純金屬鍍層硬度低、易變性等缺陷。以鋁及其合金作為基體的鋁基復合材料（amcs）由于具有良好的綜合力學、物理化學性能，成為航空航天材料中不可或缺的組成部分。
2、鋁基復合材料是一種通過向鋁或鋁合金添加第二相顆粒以提升材料的耐磨損性能、耐腐蝕性能、耐疲勞等性能的材料。一些第二相顆粒具備耐磨損、熱膨脹系數低及導熱性能良好等優(yōu)勢，代表顆粒有碳化硅（sic）、氧化釔（y2o3）、二硫化鉬（mos2）等。氧化釔顆粒作為一種陶瓷材料，具有高硬度、高熔點和良好的化學穩(wěn)定性，其作為增強體可提高鋁及鋁合金的強度、硬度和耐腐蝕性能，同時加入y2o3顆粒會提供更多的成核點位，細化晶粒，從而達到改善材料的整體性能的目的。目前制備鋁基復合鍍層材料的方法有很多，主要包括機械合金化法、粉末冶金法、原位合成法等，這些方法多存在設備成本高、工藝過程復雜等缺點。本專利技術是通過電化學沉積法在銅基體表面沉積鋁—第二相顆粒復合鍍層來增強材料性能的技術。這種方法相對其他制備方法成本低、工藝控制簡單。在電沉積溶液中加入氧化釔顆粒，可以得到氧化釔顆粒含量較高、表面第二相顆粒分布較為均勻的復合
技術實現思路
1、本專利技術的目的是制備一種新的鋁基復合鍍層al-y2o3復合鍍層，該方法采用鋁片做陽極，銅做陰極，采用氯化鋁為主鹽、y2o3作為增強顆粒的alcl3-lialh4-苯-thf有機溶劑體系進行電沉積。該體系不需添加其他分散劑，alcl3和lialh4在苯和四氫呋喃（thf）的混合溶劑中可以形成穩(wěn)定的溶劑化復合物，這種復合物有助于改善粉體在有機溶劑中的分散性。苯和thf作為非極性或弱極性的溶劑，能夠降低粉體之間的相互作用力，從而提高分散性。氧化釔顆粒的添加可以細化合金晶粒，提高鍍層的致密度，從而提高鍍層的力學性能。該方法成本低、工藝控制簡單，便于大規(guī)模工業(yè)化生產。
2、本專利技術的具體實施方案如下：
3、鍍液的制備
4、將無水alcl3、lialh4和y2o3顆粒放入手套箱中，從干燥箱中取出放有轉子的燒杯、藥匙放在托盤上，然后將托盤放入手套箱中，將手套箱密封并充入氬氣，當氬氣充滿整個手套箱后，進行藥品的稱量。用天平稱取無水alcl3為4g，無水lialh4為0.28g，放入燒杯中，然后量取一定量y2o3顆粒（20g/l~80g/l）放入燒杯中。將稱好藥品的燒杯密封，從手套箱中取出并放入通風櫥內。用量筒量取20ml苯，用引導管倒入密封的燒杯中，然后將燒杯放入冰浴條件下的磁力攪拌器中。量取5ml四氫呋喃，通過引導管緩慢倒入燒杯中，為防止四氫呋喃變質，該過程需將燒杯置于冰浴條件下進行。將四氫呋喃完全加入后對燒杯進行密封，將攪拌速率調至合適值，攪拌2-3h，再超聲波分散30min，使藥品充分溶解，顆粒分散均勻。
5、鋁基體處理
6、將鋁片依次用400、800和1200目的砂紙打磨光滑，接著進行化學除油，除去鋁片表面的油污，再用稀鹽酸進行預腐蝕及弱腐蝕除去氧化膜，然后使用去離子水清洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用。
7、銅基體處理
8、將銅片依次用400、800和1200目的砂紙打磨光滑，接著進行化學除油，除去銅片表面的油污，再用稀鹽酸進行預腐蝕及弱腐蝕除去氧化膜，然后進行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用。
9、恒電流電沉積
10、以鋁片做陽極，銅片做陰極，控制電流密度為30-50毫安/平方厘米，控制鍍液溫度為20-40℃進行電沉積，電沉積時間控制為30-75min，即可獲得表面致密且顆粒分布均勻的al-y2o3復合鍍層。
11、本專利技術利用制備成本低且工藝控制簡單的電沉積制備技術，采用y2o3顆粒作為第二相顆粒制備al-y2o3復合鍍層，y2o3顆粒提供了大量成核點位細化晶粒，改善鍍層形貌。該鋁基復合鍍層具有較高的硬度、耐磨性能及耐腐蝕性能。解決了鋁基復合材料制備成本高且操作工藝復雜等問題，得到的al-y2o3復合鍍層表面致密且y2o3顆粒分布均勻。
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1.鍍液的制備：將無水?AlCl3、LiAlH4和Y2O3顆粒放入手套箱中，從干燥箱中取出放有轉子的燒杯、藥匙放在托盤上，然后將托盤放入手套箱中，將手套箱密封并充入氬氣，當氬氣充滿整個手套箱后，進行藥品的稱量，用天平稱取無水AlCl3為?4g，無水?LiAlH4為0.28g，放入燒杯中，然后量取一定量Y2O3顆粒（20g/L~80g/L）放入燒杯中，將稱好藥品的燒杯密封，從手套箱中取出并放入通風櫥內，用量筒量取20ml苯，用引導管倒入密封的燒杯中，然后將燒杯放入冰浴條件下的磁力攪拌器中，量取5ml四氫呋喃，通過引導管緩慢倒入燒杯中，為防止四氫呋喃變質，該過程需將燒杯置于冰浴條件下進行，將四氫呋喃完全加入后對燒杯進行密封，將攪拌速率調至合適值，攪拌2-3h，再超聲波分散30min，使藥品充分溶解，顆粒分散均勻。
2.鋁基體處理：將鋁片依次用400、800和1200目的砂紙打磨光滑，接著進行化學除油，除去鋁片表面的油污，再用稀鹽酸進行預腐蝕及弱腐蝕除去氧化膜，然后使用去離子水清洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用。
3.銅基體處理：將銅片依次用400、800和
4.恒電流電沉積：以鋁片做陽極，銅片做陰極，控制電流密度為30-50毫安/平方厘米，控制鍍液溫度為20-40℃進行電沉積，電沉積時間控制為30-75min，即可獲得表面致密且顆粒分布均勻的Al-Y2O3復合鍍層。
...【技術特征摘要】
1.鍍液的制備：將無水?alcl3、lialh4和y2o3顆粒放入手套箱中，從干燥箱中取出放有轉子的燒杯、藥匙放在托盤上，然后將托盤放入手套箱中，將手套箱密封并充入氬氣，當氬氣充滿整個手套箱后，進行藥品的稱量，用天平稱取無水alcl3為?4g，無水?lialh4為0.28g，放入燒杯中，然后量取一定量y2o3顆粒（20g/l~80g/l）放入燒杯中，將稱好藥品的燒杯密封，從手套箱中取出并放入通風櫥內，用量筒量取20ml苯，用引導管倒入密封的燒杯中，然后將燒杯放入冰浴條件下的磁力攪拌器中，量取5ml四氫呋喃，通過引導管緩慢倒入燒杯中，為防止四氫呋喃變質，該過程需將燒杯置于冰浴條件下進行，將四氫呋喃完全加入后對燒杯進行密封，將攪拌速率調至合適值，攪拌2-3h，再超聲波分散30min，使...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：闞洪敏，吳江，齊麟新，王曉陽，
申請(專利權)人：沈陽大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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