一种镍钼铝稀土镀层及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种镍钼铝稀土镀层及制备方法，所述镍钼铝稀土镀层由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.02%。其制备方法即在水中加入镍盐、钼化合物、铝盐、稀土盐、络合剂、氯化物，调pH值为7.5～9.5得镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液；然后将待镀的镀件作为阴极，阳极为镍放入其中进行脉冲电镀，电镀完毕后，将镀件用水冲洗，风干，在镀件的表面即得到抗氧化腐蚀性能强的镍钼铝稀土镀层。该镍钼铝稀土镀层的抗氧化腐蚀性比镍钼镀层和镍钼铝镀层的抗氧化腐蚀性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种镍钼铝稀土镀层及其制备方法
本专利技术涉及一种镍钼铝稀土镀层及其制备方法。
技术介绍
随着航空发动机向高推重比发展要求航空发动机的设计进口温度不断提高，单独使用高温结构材料技术已不能满足先进航空发动机迅速发展的迫切要求。目前大幅度提高航空发动机工作温度的切实可行的方法是采用热障涂层技术。获得实际应用的热障涂层大多为双层结构，陶瓷层由于具有隔热、抗腐蚀、冲刷和侵蚀性能，作为热障涂层的表层。由于陶瓷与高温结构材料的热膨胀系数不匹配，需要起着抗高温氧化腐蚀和改善基体与陶瓷涂层物理相容性的作用的金属粘结层，金属粘结层为底层。目前热障涂层采用镍镀层、镍钼镀层、镍钼稀土镀层、镍钼-二硅化钼复合镀层、镍钼稀土-二硅化钼复合镀层作为粘结层，但上述各粘结层材料均存在抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了解决上述的镍钼等镀层存在的抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题而提供一种镍钼铝稀土镀层。即在镍钼镀层中添加铝和稀土，可使镀层在氧化过程中形成Al2O3保护性氧化膜和提高镀层的抗氧化腐蚀性，可解决镍钼镀层的抗氧化腐蚀性能不很强等技术问题。本专利技术的目的之二在于提供上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法。本专利技术的技术方案一种镍钼铝稀土镀层，由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.02%。上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法，具体包括如下步骤：（1）、将稀土氧化物溶于酸中，得到稀土盐；所述的稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪稀土氧化物中的一种或两种以上的混合物；所述的酸为硝酸或盐酸；（2）、在水中加入镍盐、钼化合物、铝盐、步骤（1）所得的稀土盐、络合剂、氯化物，用碳酸钠溶液调节溶液pH值为7.5～9.5，制成镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液；其中镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或两种以上组成的混合物；钼化合物为五氯化钼、钼酸铵、磷钼酸铵、钼酸钠中的一种或两种以上组成的混合物；铝盐为三氯化铝、硫酸铝或三氯化铝与硫酸铝组成的混合物；络合剂为羟基乙酸、氨基乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、苹果酸中的一种或两种以上组成的混合物；氯化物为氯化钠、氯化铵、氯化钾中的一种或两种以上的氯化物混合物；所述镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中，镍盐、钼化合物、铝盐、稀土盐中稀土元素、络合剂、氯化物的浓度分别为5~400g/L、5~800g/L、5~350g/L、0.06~10g/L、1~100g/L、5~300g/L；（3）、将待镀的镀件作为阴极，阳极为镍，放入步骤（1）所得的镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中进行脉冲电镀，脉冲电镀过程中控制脉冲频率2000～5000Hz、占空比为0.5～0.9、电流密度10～25A/dm2，温度40～60℃，转速100～600rpm，时间10～60min，电镀完毕后，将镀件用水冲洗，风干，在镀件的表面即得到一层镍钼铝稀土镀层。本专利技术的有益效果本专利技术的镍钼铝稀土镀层，由于在镍钼镀层中添加铝和稀土，可使镀层在氧化过程中形成Al2O3保护性氧化膜和提高镀层的抗氧化腐蚀性，从而使得到的镍钼铝稀土镀层的抗氧化腐蚀性比镍钼镀层和镍钼铝镀层的抗氧化腐蚀性都更强。进一步，由于一般在水溶液中电镀得不到含铝的镀层，本专利技术采用脉冲电源，并在镀液中添加稀土元素，添加的稀土元素不仅为形成镍钼铝稀土镀层提供稀土的来源，而且稀土元素还作为电镀促进剂应用。进一步通过实验验证得到，当镀液中稀土盐浓度低，即仅为0.01～0.05g/L时，稀土元素仅作电镀促进剂应用，即当在镀液中添加稀土元素作为电镀促进剂时，采用脉冲电源，只能在水溶液中电镀得到了一种镍钼铝镀层；只有镀液中稀土盐浓度达到0.06~10g/L时，稀土元素才能不仅为形成镍钼铝稀土镀层提供稀土的来源，而且还作为电镀促进剂应用，这时在水溶液中电镀才能得到镍钼铝稀土镀层。采用BrukerAXSMicroanalysisGmbH能谱仪测定镍钼铝稀土镀层中铝和稀土含量分别为3.5～16.7%和2.22～18.02%。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进一步阐述，但并不限制本专利技术。本专利技术各实施例中所用的各种原料的规格及生产厂家的信息，均为市售。实施例1一种镍钼铝稀土镀层，由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95%：21.33%：3.50%：2.22%。上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法，具体包括如下步骤：（1）、将0.5856g稀土氧化物溶于6mL酸中，加热，使其溶解，待其冷却后，移至50mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，得到铈浓度为10g/L的稀土盐溶液；所述的稀土氧化物为氧化铈；所述的酸为浓硝酸；（2）、在980mL水中加入5g镍盐、5g钼化合物、5g铝盐、6mL步骤（1）所得的铈浓度为10g/L的稀土盐溶液、1g络合剂、5g氯化物，用碳酸钠溶液调节溶液pH值为7.5，加水定容至1L,得到镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液即氯化镍-五氯化钼-三氯化铝-硝酸铈-草酸-氯化钠电镀液；其中镍盐为氯化镍；钼化合物为五氯化钼；铝盐为三氯化铝；络合剂为草酸；氯化物为氯化钠；所述镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中，镍盐、钼化合物、铝盐、稀土盐中稀土元素铈、络合剂、氯化物的浓度分别为5g/L、5g/L、5g/L、0.06g/L、1g/L、5g/L；（3）、将待镀的镀件100mm×100mm×0.5mm的待镀镍合金板作为阴极，阳极为150mm×150mm×2mm的电解镍板，放入步骤（1）所得的镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中进行脉冲电镀，脉冲电镀过程中控制脉冲频率2000Hz、占空比为0.5、电流密度10A/dm2，温度40℃，转速100rpm，时间60min，电镀完毕后，将镀件用水冲洗，风干，在镀件的表面即得到一层镍钼铝稀土镀层即镍钼铝铈镀层。采用BrukerAXSMicroanalysisGmbH能谱仪测定上述所得的镍钼铝铈镀层中镍、钼、铝、铈含量，按质量百分比计算分别为72.95%、21.33%、3.50%、2.22%。将上述镀有镍钼铝铈镀层的镀件在1100℃的空气氛围中恒温氧化48h，随后自然炉冷至室温，用BS224S型电子天秤分别测定镀件氧化前的质量与氧化后的质量，得该镀件氧化后质量增加为0.025mg/cm2。实施例2一种镍钼铝稀土镀层，由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为21.57%：43.70%：16.70%：18.03%。上述的一种镍钼铝稀土镀层的制备方法，具体包括如下步骤：（1）、将6.3500g氧化钇于100mL小烧杯中，在搅拌下加30mL质量浓度为37%的盐酸，加热，使其溶解，待其冷却后，移至100mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，该溶液中钇浓度为50g/L的稀土盐酸水溶液1；将5.7175g氧化铒于100mL小烧杯中，在搅拌下加25mL质量浓度为37%的盐酸，加热，使其溶解，待其冷却后，移至100mL的容量瓶中，用水稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍钼铝稀土镀层，其特征在于所述的镍钼铝稀土镀层由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.02%。

【技术特征摘要】
1.一种镍钼铝稀土镀层的制备方法，所述的镍钼铝稀土镀层由镍、钼、铝、稀土四种元素组成，按质量百分比计算，镍：钼：铝：稀土为72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.03%；其特征在于该方法具体包括如下步骤：（1）将稀土氧化物溶于酸中，得到稀土盐；所述的稀土氧化物为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪稀土氧化物中的一种或两种以上的混合物；所述的酸为硝酸或盐酸；（2）在水中加入镍盐、钼化合物、铝盐、步骤（1）所得的稀土盐、络合剂、氯化物，用碳酸钠溶液调节溶液pH值为7.5～9.5，制成镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液；其中镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或两种以上组成的混合物；钼化合物为五氯化钼、钼酸铵、磷钼酸铵、钼酸钠中的一种或两种以上组成的混合物；铝盐为三氯化铝、硫酸铝或三氯化铝与硫酸铝组成的混合物；络合剂为羟基乙酸、氨基乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、苹果酸中的一种或两种以上组成的混合物；氯化物为氯化钠、氯化铵、氯化钾中的一种或两种以上的氯化物混合物；所述镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中，镍盐、钼化合物、铝盐、稀土盐中稀土元素、络合剂、氯化物的浓度分别为5~400g/L、5~800g/L、5~350g/L、0.06~10g/L、1~100g/L、5~300g/L；（3）将待镀的镀件作为阴极，阳极为镍，放入步骤（2）所得的镍盐-钼化合物-铝盐-稀土盐-络合剂-氯化物电镀液中进行脉冲电镀，脉冲电镀过程中控制脉冲频率2000～5000Hz、占空比为0.5～0.9、电流密度10～25A/dm2，温度40～60℃，转速100～600rpm，时间10～60min，电镀完毕后，将镀件用水冲洗，风干，在镀件的表面即得到一层镍钼铝稀土镀层。2.如权利要求1所述的镍钼铝稀土镀层的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的镍盐为氯化镍，钼化合物为五氯化钼，铝盐为三氯化铝，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小珍，卢光健，陈捷，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31