陶瓷相增强体表面纳米氧化铝涂层的制备方法，涉及陶瓷相增强体表面涂层的制备方法的领域。本发明专利技术是要解决现有的技术方法中，陶瓷相增强体与铝基体之间由于性能差异较大、润湿性较差、两者之间的界面反应，使得增强体/基体的复合材料的力学性能有损耗的问题。陶瓷相增强体表面纳米氧化铝涂层的制备方法：一、制备陶瓷增强体水分散液，二、制备铝盐水溶液，三、制备陶瓷相增强体表面纳米氧化铝涂层。本发明专利技术应用于材料加工领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷相增强体表面涂层的制备方法。
技术介绍
金属基复合材料在航空、航天、军事和汽车等领域有着广泛的应用，近十多年来，航空航天、自动化和体育产品工业的发展极大推动了金属基复合材料的研究和应用。在金属基复合材料的研究中，增强体/基体的界面始终是人们关注的焦点，因为界面区的结合状态强烈地影响复合材料的综合性能。而现有的技术方法，陶瓷相增强体与铝基体之间由于性能差异较大，两者之间的润湿性较差，两者之间的界面反应使得增强体/基体的复合材料的力学性能有损耗
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的技术方法中，陶瓷相增强体与铝基体之间由于性能差异较大、润湿性较差、两者之间的界面反应，使得增强体/基体的复合材料的力学性能有损耗的问题，而提供了。，具体是按以下步骤完成的一、向陶瓷增强体中加入水，以100r/min 500r/min的速率搅拌30min IOOmin后，以20kHz 60kHz频率超声30mirTl00min，得到陶瓷增强体水分散液；其中，水与陶瓷增强体的质量比为(20 40) :1 ；二、向铝盐中加入水，配制成摩尔浓度为O. 001mol/L"0. lmol/L的铝盐水溶液；三、以100r/min"500r/min的速率搅拌的条件下，以相同的滴加速度向步骤一得到的陶瓷增强体水分散液中同时滴加碱溶液和步骤二得到的铝盐水溶液，并在滴加的过程中保持陶瓷增强体水分散液的PH值为7 10，得到混合物I ;其中，所述的滴加速度为ImL/mirTl5mL/min，所述的碱溶液为摩尔浓度为O. 001mol/L 0. lmol/L的氨水或摩尔浓度为0. 001mol/L 0. lmol/L的NaOH水溶液，所述的步骤二得到的铝盐水溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比为(ο. ΓΟ :1，所述的碱溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比或质量比为(ο. ΓΟ 1 ；四、将步骤三得到的混合溶液静置ltT3h，倒掉上清液，将余下的部分转移至水热釜中，在120°C 200°C的温度下，保温2h 48h，自然冷却至20°C 35°C，得到混合物II，将混合物II过滤，然后，在50°C 10(TC的温度下干燥至恒重，得到固态物体；其中，所述的水热釜的填充度为60% 80% ；五、将步骤四得到的固态物体，以5°C /min^lO °C /min的升温速率加热至8000C 1100°C下，保温30min 120min后，自然冷却至20°C 35°C，即得到在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷相增强体。本专利技术的优点本专利技术提供的，在陶瓷相增强体的表面上制备一层致密的氧化铝层，陶瓷相增强体接触铝基材的直接接触方式变成为，陶瓷相增强体通过氧化铝层与铝基材进行接触，由于氧化铝层与铝基材的性能差异小，润湿性好，大大改善了陶瓷相增强体与铝基体之间的界面，同时，氧化铝层本身与铝基材不发生界面反应，使得表面涂有纳米氧化铝层陶瓷相增强体/铝基体复合材料的抗拉强度相对于未在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷增强体/铝基材的抗拉强度提高了 43%。附图说明图I为试验一得到的在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷相增强体扫描电子显微镜图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式提供了，具体是按以下步骤完成的 一、向陶瓷增强体中加入水，以100r/min 500r/min的速率搅拌30min IOOmin后，以20kHz 60kHz频率超声30min lOOmin，得到陶瓷增强体水分散液；其中，水与陶瓷增强体的质量比为(20 40) :1 ；二、向铝盐中加入水，配制成摩尔浓度为O. 001mol/L"0. lmol/L的铝盐水溶液；三、以100r/min"500r/min的速率搅拌的条件下，以相同的滴加速度向步骤一得到的陶瓷增强体水分散液中同时滴加碱溶液和步骤二得到的铝盐水溶液，并在滴加的过程中保持陶瓷增强体水分散液的PH值为7 10，得到混合物I ;其中，所述的滴加速度为ImL/min 15mL/min，所述的碱溶液为摩尔浓度为0. 001mol/L 0. lmol/L的氨水或摩尔浓度为0. 001mol/L 0. lmol/L的NaOH水溶液，所述的步骤二得到的铝盐水溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比为(0. f I) :1，所述的碱溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比或质量比为(0. Γ1) :1 ；四、将步骤三得到的混合溶液静置ltT3h，倒掉上清液，将余下的部分转移至水热釜中，在120°C 200°C的温度下，保温2h 48h，自然冷却至20°C 35°C，得到混合物II，将混合物II过滤，然后，在50°C 10(TC的温度下干燥至恒重，得到固态物体；其中，所述水热釜的填充度为60% 80% ；五、将步骤四得到的固态物体，以5°C /min^lO °C /min的升温速率加热至800°C 1100°C下，保温30mirTl20min后，自然冷却至20°C 35°C，即得到在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷相增强体。本实施方式提供的，在陶瓷相增强体的表面上制备一层致密的氧化铝层，陶瓷相增强体接触铝基材的直接接触方式变成为，陶瓷相增强体通过氧化铝层与铝基材进行接触，由于氧化铝层与铝基材的性能差异小，润湿性好，大大改善了陶瓷相增强体与铝基体之间的界面，同时，氧化铝层本身与铝基材不发生界面反应，使得表面涂有纳米氧化铝层陶瓷相增强体/铝基体复合材料的抗拉强度相对于未在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷增强体/铝基材的抗拉强度提高了 43%。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，所述的步骤一中的陶瓷增强体的形态为颗粒、纤维和晶须中的一种或几种的混合形态。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二的不同点在于，所述的步骤一中的水与陶瓷增强体的质量比为(25 35) : I。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同点在于，所述的步骤二中的铝盐为硝酸铝、氯化铝和硫酸铝中的一种或其中几种的组合物。其它与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一的不同点在于，所述的步骤二中的铝盐水溶液的摩尔浓度为O. 005mol/L。其它与具体实施方式一至四相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一的不同点在于，所述的步骤三中的碱溶液为摩尔浓度为O. 02mol/L的氨水。其它与具体实施方式一至五相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同点在于，所述的步骤三中保持陶瓷增强体水分散液的pH值为7. 5。其它与具体实施方式一至六相同。 具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至七之一的不同点在于，所述的步骤四中在140°C的温度下，保温8h。其它与具体实施方式一至七相同。采用下述试验验证本专利技术效果试验一，具体是按以下步骤完成的一、向硼酸铝陶瓷增强体晶须中加入水，以200r/min的速率搅拌30min后，以40kHz超声30min，得到陶瓷增强体水分散液；其中，水与陶瓷增强体的质量比为30:1 ;二、向硝酸铝中加入水，配制成摩尔浓度为O. 005mol/L的铝盐水溶液；三、以200r/min的速率搅拌的条件下，以相同的滴加速度向步骤一得本文档来自技高网...
【技术保护点】
陶瓷相增强体表面纳米氧化铝涂层的制备方法，其特征在于陶瓷相增强体表面纳米氧化铝涂层的制备方法，具体是按以下步骤完成的：一、向陶瓷增强体中加入水，以100r/min~500r/min的速率搅拌30min～100min后，以20kHz~60kHz频率超声30min～100min，得到陶瓷增强体水分散液；其中，水与陶瓷增强体的质量比为（20~40）:1；二、向铝盐中加入水，配制成摩尔浓度为0.001mol/L~0.1mol/L的铝盐水溶液；三、以100r/min~500r/min的速率搅拌的条件下，以相同的滴加速度向步骤一得到的陶瓷增强体水分散液中同时滴加碱溶液和步骤二得到的铝盐水溶液，并在滴加的过程中保持陶瓷增强体水分散液的pH值为7~10，得到混合物Ⅰ；其中，所述的滴加速度为1mL/min~15mL/min，所述的碱溶液为摩尔浓度为0.001mol/L～0.1mol/L的氨水或摩尔浓度为0.001mol/L～0.1mol/L的NaOH水溶液，所述的步骤二得到的铝盐水溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比为（0.1~1）:1，所述的碱溶液与步骤一得到的陶瓷增强体水分散液的体积比或质量比为（0.1~1）:1；四、将步骤三得到的混合溶液静置1h~3h，倒掉上清液，将余下的部分转移至水热釜中，在120℃~200℃的温度下，保温2h~48h，自然冷却至20℃~35℃，得到混合物Ⅱ，将混合物Ⅱ过滤，然后，在50℃~100℃的温度下干燥至恒重，得到固态物体；其中，所述的水热釜的填充度为60%~80%；五、将步骤四得到的固态物体，以5℃/min～10℃/min的升温速率加热至800℃~1100℃下，保温30min~120min后，自然冷却至20℃~35℃，即得到在表面涂有纳米氧化铝层的陶瓷相增强体。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐莎巍，柳超，胡津，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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