一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法技术

本发明专利技术提供了一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法，对锆基合金进行表面磨抛处理，得到预处理合金；将所述预处理合金加热至400～700℃进行保温，然后随炉冷却至室温，得到黑色陶瓷层；所述加热、保温和冷却中的至少一个过程在含氧气氛中进行。本发明专利技术将表面磨抛处理后的锆基合金加热至400～700℃，利用加热、保温或冷却过程中锆基合金在表面与氧发生氧化反应，原位形成黑色氧化锆陶瓷层，方法简单，制备的黑色氧化锆陶瓷层成分、厚度均匀，结构致密，硬度高。实验结果表明，本发明专利技术提供的方法制备的黑色陶瓷层与基体的结合强度为60～100MPa，表面硬度达519HV。

Method for preparing black ceramic layer on zirconium base alloy surface

The present invention provides a method for preparing a black ceramic layer on the surface of a zirconium-based alloy, by grinding and polishing the surface of the zirconium-based alloy, a pre-treated alloy is obtained, the pre-treated alloy is heated to 400-700 degrees centigrade for heat preservation, and then cooled to room temperature with the furnace to obtain a black ceramic layer, and the heating, heat preservation and cooling process to the mid-to-late stage. A less process is carried out in an atmosphere containing oxygen. The zirconia-based alloy after surface grinding and polishing is heated to 400-700 C, and a black zirconia ceramic layer is formed in situ by oxidation reaction of the zirconia-based alloy with oxygen during heating, holding or cooling. The method is simple, the composition and thickness of the black zirconia ceramic layer are uniform, the structure is compact and the hardness is high. The experimental results show that the bonding strength between the black ceramic layer and the substrate prepared by the method is 60-100 MPa and the surface hardness is 519 HV.

【技术实现步骤摘要】
一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法
本专利技术涉及金属材料表面处理
，特别涉及一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法。
技术介绍
早期，因为锆(Zr)的冶炼、制备困难而被视作稀有金属，事实上，锆储量相当丰富，在地壳中约为220克/吨，超过Ni、Zn、Cu、Sn、Pb和Co等金属居第20位。但在自然界中，铪常与锆共生，含锆的矿物中都含铪，锆和铪同属IVB族，锆与铪呈类质同像，且这两种元素很难分离，工业上的高纯Zr的生产主要通过熔盐电解法和溶剂萃取法。鉴于锆铪分离技术的成本高，技术难度大，所以核工业上使用的原子能级锆十分昂贵，而未经严格锆铪分离程序的工业级锆成本相对低廉。锆与锆合金具有热中子吸收截面小(0.18×10-28m2)，抗辐照，耐腐蚀及高的比强度等诸多优异性能。因此，锆被广泛的应用在辐射环境较多的核工业领域，被成为“原子时代第一金属”。为了满足核工业中对结构材料提出的苛刻服役要求，科研人员针对锆及锆合金进行了大量研究工作，开发出了一系列核用Zr-Sn系合金和Zr-Nb系合金，并利用合金化、显微组织调控和表面处理等方法对锆及锆合金进行改性。随着科技的高速发展，锆及锆合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法，包括以下步骤：(1)对锆基合金进行表面磨抛处理，得到预处理合金；(2)将所述步骤(1)得到的预处理合金加热至400～700℃进行保温，然后随炉冷却至室温，得到黑色陶瓷层；所述加热、保温和冷却中的至少一个过程在含氧气氛中进行。

【技术特征摘要】
1.一种在锆基合金表面制备黑色陶瓷层的方法，包括以下步骤：(1)对锆基合金进行表面磨抛处理，得到预处理合金；(2)将所述步骤(1)得到的预处理合金加热至400～700℃进行保温，然后随炉冷却至室温，得到黑色陶瓷层；所述加热、保温和冷却中的至少一个过程在含氧气氛中进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热、保温和冷却的气氛独立地为氧气、空气、氩气或真空。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冷却在空气中进行。4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘日平，刘曙光，周奕年，马明臻，张星，罗雷，景勤，张新宇，
申请(专利权)人：中鼎特金秦皇岛科技股份有限公司，燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13