CN105132982B - 一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 - Google Patents
一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105132982B CN105132982B CN201510615847.5A CN201510615847A CN105132982B CN 105132982 B CN105132982 B CN 105132982B CN 201510615847 A CN201510615847 A CN 201510615847A CN 105132982 B CN105132982 B CN 105132982B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrolyte
- ceramic coating
- uranium
- workpiece
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-phenyl-1,3-thiazole-5-sulfonyl chloride Chemical compound S1C(S(Cl)(=O)=O)=C(C)N=C1C1=CC=CC=C1 NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 238000004347 surface barrier Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- VBWSWBQVYDBVGA-NAHFVJFTSA-N uranium-234;uranium-235;uranium-238 Chemical compound [234U].[235U].[238U] VBWSWBQVYDBVGA-NAHFVJFTSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,包括以下步骤:(1)电解液的配置;(2)工件预处理;(3)阴极微弧电沉积。本发明具有设备成本较低、工件预处理简单、阴极微弧电沉积操作简单,可制备不同成分的氧化物陶瓷膜层的特点;同时,本发明制备陶瓷涂层耐腐蚀性能好,膜基结合力好,可重复性好,所需时间短,可实现大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属表面耐腐蚀性膜层的制备方法,具体涉及一种铀及其合金表面陶瓷膜层制备方法。
背景技术
金属铀因其独特的核性能及高密度性在核武器中被用作核裂变与结构部件材料;其次,铀及其化合物还是军用和民用核反应堆中的主要核燃料;此外,铀及其合金还被用作氢同位素的分离储存材料、贫铀弹及射线屏蔽材料等。但是,由于铀的化学性质极其活泼,非常容易与周围大气环境中的氧气、水汽等发生化学以及电化学反应生而遭受腐蚀,而且腐蚀速度较快,同时产生的粉末状腐蚀产物在空气中形成放射性气溶胶会污染环境,并对操作者构成放射性危害。因此,铀的腐蚀防护是人们在长期使用及存放铀的过程中一直关注的问题。
防止金属腐蚀最简便、最有效的方法是对其进行表面处理,利用表面涂层技术在基体和外界环境之间形成的屏障,以达到抑制和缓解金属及其合金材料腐蚀的功能。长期以来,应用于铀上的防护层制备技术有很多,上世纪80年代前,使用合金化、有机膜层、保护性氧化膜、电镀以及化学镀等方法来减缓金属的腐蚀;80年代后,随着科学技术的进步,薄膜技术有了质的飞越,等离子体、激光束、电子束以及超高真空等科学技术成果被逐渐引入到材料表面防腐工程中,离子注入、真空离子镀、离子束辅助沉积以及磁控溅射等方法以其优异的性能成为铀表面防腐的重要选择手段。但这些方法均存在一定的缺陷,比如合金化,更多是为了获得所需的力学性能,只能起到短期的保护作用;有机涂层由于结构疏松从而导致其介质渗透率大,使得阻挡隔离效果不佳;保护性氧化膜也只有短期的保护作用;电镀、化学镀虽然开展的较早,但这类方法应用于具有放射性的铀上,存在膜基结合力差、预处理工艺复杂、电镀废液难处理等问题;离子注入由于改性层较浅,也存在长期耐腐蚀性能不好的问题;使用磁控溅射等物理镀膜方法虽可获得致密性较好的膜层,但是膜层与基体之间结合力不强,这一问题尽管可以通过热等静压技术来解决,但会导致涂层内形成裂纹降低膜层的耐腐蚀性能。
阴极微弧电沉积技术是近年来发展起来的一种金属表面处理技术,它是将金属或其合金作为阴极置于电解质溶液中,利用电化学方法,借助阴极表面阻挡层微弧放电产生能量,在热化学、电化学和等离子化学的共同作用下,将阴极表面沉积的氢氧化物直接脱水烧结形成陶瓷氧化物涂层。该方法用于金属表面耐腐蚀涂层的制备具有操作简单、膜基结合力好、膜层耐腐蚀性能好的优势。到目前为止,阴极微弧电沉积技术尚未见在金属铀或其合金表面制备陶瓷涂层的报道,仅仅只适用在钇、钛、铝、镁等金属及其合金上的应用。例如杨晓战,何业东,王德仁等.阴极微弧电沉积钇稳定氧化锆涂层[J].科学通报,2002,47:525-529,通过阴极微弧电沉积技术在FeCrAl合金上制备了钇稳定氧化锆陶瓷涂层,然而需要先在基体表面沉积一层绝缘层作为阻挡层,预处理复杂。Yang X,He Y,Wang D,etal.Cathodic micro-arc electrodeposition of thick ceramic coatings[J].Electrochemical and solid-state letters,2002,5(3):C33~C34;李新梅,李银锁,憨勇.钛表面阴极微弧电沉积制备氧化铝涂层[J].无机材料学报.2005,20(6):1493~1499;金乾,薛文斌,李夕金,等.钛表面阴极微弧沉积氧化铝涂层的组织结构及其性能研究[J].航空材料学报.2009,29(3):61~65;Xue W,Jin Q,Zhu Q.High temperature oxidationbehavior of titanium coated by cathodic microarc electrodeposition[J].Trans.Mater.Heat Treat,2010,31(9):124~132。以上其他金属表面通过阴极微弧电沉积方法制备陶瓷涂层的实例简单地嫁接在金属铀或其合金上应用效果并不理想,缺乏针对性。因此,需要寻找一种有针对性地适合于金属铀或其合金表面制备陶瓷涂层的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,有效地克服了现有技术中的工件预处理复杂、需求真空环境、成本较高、处理时间长、长期耐腐蚀性能不佳、膜基结合力不强等缺陷。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是,一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)电解液的配置:根据所要制备的氧化物陶瓷涂层选择相应的硝酸盐作为电解质,溶入无水乙醇中,配置成浓度为0.8~1.2mol·L-1的电解液;
(2)工件预处理:将工件用粗砂纸打磨,然后用有机溶剂清洗;
(3)阴极微弧电沉积:将预处理后的工件作为阴极,置于装有配置好的电解液的电解槽中,在脉冲电源的作用下,设置电流密度为3A·dm-2~10A·dm-2,脉冲频率为100Hz~2000Hz,占空比为5%~25%,并使用冷却循环系统控制电解液温度在50℃以下,搅拌电解液,沉积20min~90min,取出,用溶剂洗去表面残余的电解液。即得陶瓷涂层。
进一步,步骤(1)中,所述硝酸盐为硝酸铝、硝酸锆和硝酸钇中的一种或者两种以上的混合物,电解液浓度为1.0mol·L-1。
进一步,步骤(2)中,所述有机溶剂为丙酮。
进一步,步骤(3)中,所述电流密度为4~6A·dm-2,脉冲频率为100Hz~900Hz,占空比为5~15%,沉积时间为30~50min;所述溶剂为酒精。
以生成氧化铝陶瓷膜为例,本发明的原理是将待镀件作为阴极,不锈钢电解槽作为阳极,接通电源后,在阴阳极之间首先发生电化学反应,待镀件表面产生气泡并逐渐增多,电解质溶液中的Al3+形成络合物向阴极表面沉积形成阻挡层,当在样品上施加的电压超过某一临界值时,阴极表面形成的阻挡层被击穿,发生微弧放电现象,同时阴极附近的H2气泡也被击穿,产生等离子体,放出大量热,沉积到金属样品表面的络合物被脱水烧结成氧化物绝缘层,形成的氧化物绝缘层存在薄弱环节,当下一次击穿电压来临时,这些薄弱环节首先被击穿,从溶液中沉积出的新的络合物沉积到击穿部位被烧结成氧化物陶瓷,于是击穿点又转移到其他相对薄弱的区域,气膜击穿和Al2O3绝缘层击穿相结合,最终形成均匀的Al2O3陶瓷膜。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
1、设备成本较低、操作简单,绿色环保:设备不需要真空室,大大降低了其成本,且脉冲电源操作简单,无三废排放,适合绿色环保型表面改性技术的发展要求。
2、工件预处理简单:只需先对工件进行粗磨除去表面氧化物,然后用丙酮洗去表面油污两个步骤即可,不需预先在基体表面沉积一层绝缘层。
3、只需改变电解质组成可得不同成分的氧化物陶瓷膜层,例如电解质为硝酸铝时,得到氧化铝陶瓷膜层;电解质为一定比例的硝酸锆和硝酸钇,可以得到一定比例组成的氧化锆、氧化钇陶瓷膜层。
4、通过调节电源参数以及控制沉积时间来控制膜层厚度,范围在20μm-150μm。
5、本发明制备陶瓷涂层耐腐蚀性能好,膜基结合力好,可重复性好,所需时间短(与离子注入、磁控溅射等手段相比,不需要预先抽真空,大大节省了时间),可实现大批量生产。
附图说明
图1为阴极微弧电沉积处理装置示意图(其中,1为微弧氧化电源,2为温度计,3为电动搅拌器,4为工件,5为电解槽,6为冷却循环系统,7为阴极导线,8为阳极导线,9为电解槽电极连接头。
图2为贫铀基体和表面有氧化铝涂层的样品在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
1、配制电解液:称取187.5gAl(NO3)3·9H2O,配置500mL、1.0mol/L硝酸铝的乙醇溶液,静置待用。
2、工件预处理:将金属铀工件用220#砂纸打磨,然后用无纺布沾取丙酮清洗工件表面;
3、阴极微弧电沉积:如图1,将工件4与阴极导线7连接,将工件4置于电解槽5中央;将阳极导线(8)连接到电解槽电极连接头9上;接着将步骤(1)配置好的电解液倒进电解槽5中,液面约至电解槽高度的三分之二处,将工件浸没;然后打开电动搅拌器3使搅拌棒缓慢搅拌,打开冷却循环系统6,打开微弧氧化电源1的开关,在恒流模式下设置电流,使工件表面加载的电流为6A/dm2,设置频率为100Hz,占空比为15%,利用温度计2控制电解液温度在50℃以下,反应30min后关闭电源,取出工件4,用酒精洗去工件表面残余的电解液,即在工件表面得到氧化铝陶瓷膜层,膜层厚度约为104μm。
实施例2:
1、配制电解液:称取150gAl(NO3)3·9H2O,配置500mL、1.0mol/L硝酸铝的乙醇溶液,静置待用。
2、工件预处理:将铀铌合金工件用220#砂纸打磨,然后用无纺布沾取丙酮清洗工件表面;
3、阴极微弧电沉积:如图1,将工件4与阴极导线7连接,将工件4置于电解槽5中央;将阳极导线(8)连接到电解槽电极连接头9上;接着将步骤(1)配置好的电解液倒进电解槽5中,液面约至电解槽高度的三分之二处,将工件浸没;然后打开电动搅拌器3使搅拌棒缓慢搅拌,打开冷却循环系统6,打开微弧氧化电源1的开关,在恒流模式下设置电流,使工件表面加载的电流为4A/dm2,设置频率为900Hz,占空比为5%,利用温度计2控制电解液温度在50℃以下,反应50min后关闭电源,取出工件4,用酒精洗去工件表面残余的电解液,即在工件表面得到氧化铝陶瓷膜层,膜层厚度约为67μm。
实施例1~2制备的铀及其合金表面表面氧化铝陶瓷膜层在3.5%Nal溶液中的到的动电极化曲线如图1所示,通过塔菲儿外推法得到它的腐蚀电流密度约为2.77×10-7A·cm-2,见表1。与文献[王庆富,张鹏程,王晓红,王嘉勇.贫铀表面脉冲电镀镍的电化学腐蚀行为[J].材料保护,2007,03:7-10+83.]中贫铀表面镍镀层在50μg/gCl-的氯化钾溶液中测得的数据基本相当,说明表面氧化铝陶瓷涂层对铀的保护作用远远优于非陶瓷膜层,可见本发明所采用的阴极微弧电沉积技术显著降低了铀及其合金的耐腐蚀性能,另一方面也可提高了膜层与基底间的结合力,还可提高微弧氧化层的耐腐蚀性能。
表1-贫铀基体和表面氧化铝涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度
样品 | 腐蚀电位/(mV) | 腐蚀电流密度/(A·cm-2) |
贫铀 | -615.2 | 2.45×10-5 |
氧化铝陶瓷膜 | -172.5 | 2.77×10-7 |
Claims (4)
1.一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)电解液的配置:根据所要制备的氧化物陶瓷涂层选择相应的硝酸盐作为电解质,溶入无水乙醇中,配置成浓度为0.8~1.2mol·L-1的电解液;
(2)工件预处理:将工件用粗砂纸打磨,然后用有机溶剂清洗;
(3)阴极微弧电沉积:将预处理后的工件作为阴极,置于装有配置好的电解液的电解槽中,在脉冲电源的作用下,设置电流密度为3A·dm-2~10A·dm-2,脉冲频率为100Hz~2000Hz,占空比为5%~25%,并使用冷却循环系统控制电解液温度在50℃以下,搅拌电解液,沉积20min~90min,取出,用溶剂洗去表面残余的电解液,即得陶瓷涂层。
2.根据权利要求1所述的铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述硝酸盐为硝酸铝、硝酸锆和硝酸钇中的一种或者两种以上的混合物,电解液浓度为1.0mol·L-1。
3.根据权利要求1或2所述的铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述有机溶剂为丙酮。
4.根据权利要求1所述的铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述电流密度为4~6A·dm-2,脉冲频率为100Hz~900Hz,占空比为5~15%,沉积时间为30~50min;所述溶剂为酒精。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510615847.5A CN105132982B (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510615847.5A CN105132982B (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105132982A CN105132982A (zh) | 2015-12-09 |
CN105132982B true CN105132982B (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=54718542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510615847.5A Expired - Fee Related CN105132982B (zh) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | 一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105132982B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108411345A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-08-17 | 邹峰 | 一种耐高温镀层的制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2784486A (en) * | 1953-03-17 | 1957-03-12 | Westinghouse Electric Corp | Electrodeposition of uranium oxide |
CN1138023C (zh) * | 2001-05-31 | 2004-02-11 | 北京科技大学 | 一种制备氧化物陶瓷涂层的阴极微弧电沉积方法 |
CN104164690B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-08-24 | 北京科技大学 | 阴极等离子电解大面积沉积涂层和表面改性的方法 |
-
2015
- 2015-09-24 CN CN201510615847.5A patent/CN105132982B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105132982A (zh) | 2015-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lu et al. | The effect of formic acid concentration on the conductivity and corrosion resistance of chromium carbide coatings electroplated with trivalent chromium | |
CN104164690B (zh) | 阴极等离子电解大面积沉积涂层和表面改性的方法 | |
CN105839127B (zh) | 金属工件表面碳基薄膜的褪镀方法 | |
CN108570703A (zh) | 基于钨片表面纳米化的钨/铜层状复合材料制备方法 | |
CN106637071B (zh) | 一种多段式包埋渗铝结合微弧氧化制备复合涂层的方法 | |
CN102169912A (zh) | 太阳能电池互连片用钼/银层状金属基复合材料与制备工艺 | |
CN108624882B (zh) | 锆合金表面氧化锆/氮化铬复合膜及其制备方法与应用 | |
Wang et al. | Hydrogen permeation properties of CrxCy@ Cr2O3/Al2O3 composite coating derived from selective oxidation of a CrC alloy and atomic layer deposition | |
CN104087935B (zh) | 一种钛镍医学植入材料的制备方法 | |
CN104372394A (zh) | 一种氧化物陶瓷层的制备方法 | |
Li et al. | Intergranular passivation of the TiC coating for enhancing corrosion resistance and surface conductivity in stainless-steel bipolar plates | |
CN103147112B (zh) | 一种电解液及其用于制备核燃料棒锆合金包壳微弧氧化膜的用途和方法 | |
Wu et al. | In-situ high temperature electrochemical investigation of ZrO2/CrN ceramic composite film on zirconium alloy | |
Feng et al. | Corrosion properties of ceramic coating on pure titanium by pack boronizing with Nd2O3 | |
CN103469278B (zh) | 一种用于锆合金包壳保护膜制备的电解液及微弧氧化工艺 | |
CN105132982B (zh) | 一种铀及其合金表面陶瓷涂层的制备方法 | |
Zhang et al. | Modification and durability of carbon paper gas diffusion layer in proton exchange membrane fuel cell | |
Ebrahimifar et al. | Influence of electrodeposition parameters on the characteristics of Mn–Co coatings on Crofer 22 APU ferritic stainless steel | |
CN109037708A (zh) | 一种表面改性的20Cr钢双极板材料及其制备方法 | |
Gan et al. | Effect of W content on the oxidation and electrical behaviors of Co–W coatings for SOFC interconnects fabricated by electrodeposition | |
CN104611679B (zh) | 一种质子交换膜燃料电池钛合金双极板纳米晶ZrC/Zr复合涂层及其制备方法 | |
CN105316741A (zh) | 一种采用阶梯电流对铝合金进行表面微弧氧化处理的方法 | |
CN106544627A (zh) | 一种抗高温热腐蚀复合涂层及其制备方法 | |
CN106784916A (zh) | 一种带有表面钛钼镍碳薄膜的燃料电池长寿命双极板及其制备方法 | |
CN116575057A (zh) | 改性多孔扩散层及其制备方法、电解池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170825 |