一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于复杂部件的仿生复合阻氚涂层及其制备方法，属于涂层技术领域。所述涂层由片状纳米石墨烯和Er2O3陶瓷涂层组成，片状纳米石墨烯均匀的分散在Er2O3陶瓷涂层中。所述方法首先通过钾盐石墨层间化合物与四氢呋喃混合制备均匀分散的石墨烯的四氢呋喃溶液；其次将四水合醋酸铒、乙二醇单甲醚和二乙醇胺制成醋酸铒溶胶，再与均匀分散的石墨烯的四氢呋喃溶液混合；随后，将经过表面处理的铁基复杂部件浸入石墨烯均匀掺杂的醋酸铒溶胶中，利用浸渍提拉镀膜法将铁基复杂部件表面镀膜；最后经烘干、高温退火处理后得到。本发明专利技术所述涂层具有优良的韧性，所述方法工艺简单，适合铁基复杂部件表面涂层的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层及其制备方法
本专利技术涉及一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层及其制备方法，属于涂层

技术介绍
自然界贝壳、骨骼等天然陶瓷材料，是基于硬材料(碳酸钙)与软材料(生物高分子)的复合，可大幅增加其韧性。例如贝壳的珍珠层是有硬脆的碳酸钙和软相有机物组成的“砖-泥”结构，其断裂韧性是碳酸钙陶瓷的3000倍。生物骨骼也是由碳酸钙和纤维层组成的复合材料，当微裂纹扩展到显微层时，纤维层阻碍裂纹继续扩展或改变裂纹拓展方向，使骨骼具有较高强韧性。受此启发，研究发现，将碳纳米材料如碳纳米管、石墨烯等与陶瓷材料复合，构成骨骼仿生的纤维层复合结构，可有效提高陶瓷材料的强度和韧性等。石墨烯纳米材料由于优良的力学性能，在复合材料中可有效阻碍或抑制裂纹扩展，有效改善陶瓷材料的韧性、延展性、增强陶瓷材料的热冲击阻抗。通过裂纹扩展行为分析表明裂纹扩展到石墨烯界面时具有以下不同行为：1)增加应力，拉断石墨烯；2)改变扩展路径绕过石墨烯；无论哪种行为，都有效阻碍了裂纹扩展，提高材料的断裂韧性。氧化铒陶瓷材料由于具有热力学稳定性高(在2300℃以下不会发生相变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层，其特征在于：所述涂层由片状纳米石墨烯和Er2O3陶瓷涂层组成，片状纳米石墨烯均匀的分散在Er2O3陶瓷涂层中；以所述涂层的总含量为100wt.％计，片状纳米石墨烯的含量大于零且小于等于1wt.％，余量为Er2O3。

【技术特征摘要】
1.一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层，其特征在于：所述涂层由片状纳米石墨烯和Er2O3陶瓷涂层组成，片状纳米石墨烯均匀的分散在Er2O3陶瓷涂层中；以所述涂层的总含量为100wt.％计，片状纳米石墨烯的含量大于零且小于等于1wt.％，余量为Er2O3。2.如权利要求1所述的一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层，其特征在于：所述涂层的厚度为1-50μm。3.如权利要求1所述的一种适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层，其特征在于：所述铁基复杂结构部件包括圆弯管、圆直管、方弯管、方直管和叶片。4.一种如权利要求1～3任意一项所述的适用于铁基复杂结构部件的仿生复合阻氚涂层制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)在惰性气体气氛中将钾盐石墨层间化合物溶解于四氢呋喃中，密封并均匀搅拌80-140h后，静置20-28h，使部分团聚的大石墨烯团或未剥离的石墨沉淀至底部，取上层1/2-2/3的溶液，得到均匀分散的石墨烯的四氢呋喃溶液；其中，钾盐石墨层间化合物和四氢呋喃的用量比为150-300mg：400-600mL；(2)向醋酸铒四水合物中加入乙二醇单甲醚，搅拌加热至100-150℃，滴入二乙醇胺，形成浅粉色透明溶胶；将所述溶胶放入真空除气装置中，溶胶液面距离真空泵口80-120mm，启动真空泵，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宜灿，王伟，刘少军，胡丽琴，王芳，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34