CN107176605A - 一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用 - Google Patents

一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用，属于合金材料技术领域。本发明的纳米Cr3C2粉的制备方法，包括一、混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体置于蒸馏水或去离子水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入模具中压制成型呈前驱体；二、急冻：将前驱体快速转入急冻空间中进行急冻；三、冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干；四、碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，随着温度的升高，碳逐渐将铬的高价氧化物还原成铬的低价氧化物等四个步骤，制得的多元合金涂层达到了耐热耐磨性能、结合强度高的目的。

Description

一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，尤其涉及一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用。
背景技术
碳化铬具有较高的熔点、硬度和高温强度，在冶金、电子、催化剂和高温涂层材料等方面具有广泛应用。其中，碳化铬作为晶粒抑制剂在硬质合金、金属陶瓷领域具有重要作用。工业应用中需要的是粒度细、相组成单一的碳化铬粉末，例如在制备超细硬质合金时，WC粉的粒径要小于200nm，烧结时要采用高压低温的HIP烧结技术，另外还要加入碳化铬晶粒长大抑制剂。如果采用粉末粒度为2～5μm碳化铬作为晶粒长大抑制剂，则会由于颗粒粗大的碳化铬粉末比表面小、表面活化能低、原子迁移速度慢，而难以抑制WC的晶粒长大，从而导致超细硬质合金的性能难以得到进一步提高。因此，高性能超细硬质合金等领域迫切需要纳米级碳化铬粉末。但是，制备碳化铬粉末通常采用Cr2O3与碳黑混合高温还原碳化法。例如，1996年汪兆泉等人在专利CN1176224A中提出了碳化铬粉末的制备方法：采用氧化铬为主要原料，用碳作还原剂，按照一定的配比和工艺路线，生产出含碳量在12％以上、碳化率在99％以上的碳化铬。该方法工艺简单，但由于原料粒度较粗，不利于碳化反应，碳化温度较高，造成生产成本较高，并且产物粒度较粗，不能满足碳化铬粉末在现代工业中的应用。另外，2004年吴恩熙等人在专利CN1724349A中提出了纳米碳化铬粉末的制备方法：将Cr2O3溶解于有机物溶液中，溶液浓度为10％～20％；溶液在离心式喷雾干燥机中进行喷雾干燥，得到含有铬的络合物和游离有机物的混合粉末，粉末形状为多孔、疏松的空心球体。将此粉末在保护气氛中，500～600℃进行焙解，得到Cr2O3与原子级别游离C的均匀混合的粉末，在850～1000℃下，H2/CH4碳化40～90分钟可制得粉末平均粒度为0.1微米，晶粒尺寸为20～60纳米的纳米碳化铬粉末。该方法具有很多优点，如较低的反应温度、较短的反应时间等；但也存在一些缺点，如工艺较复杂，采用H2或H2/CH4碳化，增加了生产成本。2006年郝俊杰等人在专利CN100357187C中提供了一种纳米碳化铬粉末的制备方法。该方法以重铬酸铵、水合肼、纳米碳黑、酚醛树脂为原料，制备工艺为：合成非晶纳米Cr2O3→配制酚醛树脂乙醇溶液→球磨(2-8h)→干燥(1-2h)→真空碳化→球磨(2-8h)→干燥→过筛→产品。该方法具有较高的创新性，并且合成的粉末达到了纳米级，但是工艺较复杂，浪费能源，生产成本较高，不利于工业化生产。
美国Rutger大学的Sadangi等人利用“喷雾干燥→还原分解→气相碳化”工艺制备了粒度为0.6μm的碳化铬粉末(参见R.K.Sadangi，L.E.McCandlish，B.H.Kear，P.Seegopaul.Synthesisandcharacterizationofsubmicronvanadiumandchromiumcarbidegraingrowthinhibitors.AdvancesinPowderMetallurgy&ParticularMaterials，1998：P9-P15)。其工艺过程为：首先制备含Cr的前驱体溶液，然后进行喷雾干燥，再将喷雾干燥的粉末进行热解，将热解后的产物用CH4/H2混合气体进行气相碳化。该方法存在的主要问题是工艺较复杂，并且制得的碳化铬粉末的粒度偏大，不能满足碳化铬粉末在现代工业中的应用。
经检索，中国专利申请，公开号：CN101830463A，公开日：2012.05.23，公开了一种纳米碳化铬粉末的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：a、按重量比取粉状铬盐6.6g～15.0g和碳质还原剂1.7g～4.3g，将它们溶于去离子水或蒸馏水中，并搅拌均匀，制得溶液或混合液；b、然后将该溶液或混合液在100～200℃条件下加热1～3h，在50～100℃条件下干燥1～5h，最后得到含有铬源和碳源的前驱体粉末；c、将前驱体粉末置于高温反应炉中，真空、氩气或氢气气氛保护条件下，于800～1100℃、0.5～2h条件下碳化得到平均粒径＜100nm，粒度分布均匀的碳化铬粉末。本发明不仅可满足碳化铬粉末在冶金、电子、催化剂和高温涂层材料等领域的应用，并具有节约能源、降低生产成本，且工艺简单特点。但碳化铬粉末应用于合金钢层和普通钢层时的结合强度不高，尤其应用于热轧辊时，很容易因应力变化而发生剥落而失效。
发明内容
发明要解决的技术问题
针对现有技术中存在多元合金涂层结合强度以及涂层表面成分均匀性不足引起轧辊涂层材料抗热冲击性能欠佳等问题，本发明提供了一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用。它通过优化多元合金涂层成分及分布，具有良好的耐热耐磨性能，并达到了提高粘结底层与基层的结合强度的目的。
技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种纳米Cr3C2粉的制备方法，步骤为：
步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体置于蒸馏水或去离子水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入模具中压制成型呈前驱体；压制后呈块状，以方便进行急冻；
步骤二：急冻：将前驱体快速转入急冻空间中进行急冻；急冻的目的是在尽可能短的时间里让流体冻结，重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体搅拌均匀后迅速定位，以防止块状流体由于密度的不同而分层，造成后续冻干处理后铬源和碳源的分布不均，而造成碳化反应不均衡的不良后果；
步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干后的块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，而且，冻干过程中，重铬酸铵粉体在低温下干燥过程中发生下列反应：
(NH4)2Cr2O7(s)＝Cr2O3(s)＋N2↑+4H2O（1）
步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，随着温度的升高，碳逐渐将铬的高价氧化物还原成铬的低价氧化物，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；
3Cr2O3(s)+13C(s)=2Cr3C2(s)+9CO（2）；
3(NH4)2Cr2O7(s)+13C(s)=2Cr3C2(s)+9CO+12H2O＋3N2↑（3）（整体反应过程）。
进一步的制备方法，步骤一中，重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比为1：（0.16~0.22），以防止碳源或铬源过多的残留；蒸馏水或去离子水用量为：粉体总重的55%～60%，对于重铬酸铵和纳米碳黑粉体的均匀混合来说，是适宜的流体成型状态范围；步骤二中急冻温度为-80~-100℃，时间为60~120min，以达到迅速和彻底形成块状体的效果；步骤四中，升温至900~1200℃进行碳化还原。
进一步的制备方法，步骤三中，冻干工艺曲线为：
A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30～40分钟，抽真空至60Pa以内；
B、中期：板温降温至80～85℃/min，保持50～60分钟，真空控制在100Pa以内；
C、后期，板温降温至50～65℃/min，保持80～200分钟，真空控制在80Pa以内。
冻干过程中，保持物料的相对低温状态，防止反应过于强烈而导致反应不均匀；
进一步的制备方法，步骤一中，所述块状前驱体的厚度为1.0～3.0cm。
一种纳米Cr3C2粉在多元合金涂层中的应用，制得的多元合金涂层强度：89～103.6MPa；涂层孔隙率0.36～0.77%；硬度1300HV以上。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）本发明的一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用，冻干后的前驱块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；
（2）本发明的纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用，冻干工艺的使用，使重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比限定范围可以根据化学反应式进行尽量精确的确定，避免了过多的杂质，能够防止碳源或铬源过多的残留而影响膜层质量；
（3）本发明的纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用，冻干过程中，加热板温度的范围限定，能够保持物料的相对低温状态（低于加热板温），防止反应过于强烈而导致反应不均匀；
（4）本发明的纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用，块状前驱体1.0～3.0cm的限定，是发明人根据重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体块状前驱体的特性量身定做，过薄生产效率低，成本高，过厚则影响热量的穿透而影响还原反应的稳定性。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述（注：如未特别注明，实施例中含量表示为重量含量）。
实施例1
本实施例的纳米Cr3C2粉的制备方法：
步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.16的配比置于粉体总重55%的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；压制后呈块状，压至厚度为1cm，以方便进行急冻；
步骤二：急冻：将前驱体快速转入-100℃急冻空间中进行急冻60min；急冻的目的是在尽可能短的时间里让流体冻结，重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体搅拌均匀后迅速定位，以防止块状流体由于密度的不同而分层，造成后续冻干处理后铬源和碳源的分布不均；
步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，板温控制在100℃以下，冻干后的块状体只是水分子升华后形成的多微孔状蜂窝块，体积变化微小，均匀的铬源和碳源定位不会发生变化，而且，冻干过程中，重铬酸铵粉体在低温下干燥过程中发生下列反应：
(NH4)2Cr2O7(s)＝Cr2O3(s)＋N2↑+4H2O（2-1）
步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，随着温度的升高，碳逐渐将铬的高价氧化物还原成铬的低价氧化物，位置固定的碳源和其周围位置也相对固定的铬源进行反应，最终生成均匀的碳化铬，而且还是纳米级的碳化铬；由于冻干后块状体微孔孔隙的均匀性，反应中热量的吸收也比较均匀，从而实现制得粒度均匀的纳米级的碳化铬的目的；
3Cr2O3(s)+13C(s)=2Cr3C2(s)+9CO（2-2）（碳化反应）；
3(NH4)2Cr2O7(s)+13C(s)=2Cr3C2(s)+9CO+12H2O＋3N2↑（2-3）（整体反应过程）
本实施例制得的纳米Cr3C2粉应用于热轧辊的多元合金涂层，经检测：
涂层结合强度测试：根据GB/T 8642-2002 热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到89MPa；
涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1200HV以上，
涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.77%；
涂层使用寿命检测：在H型钢轧机组中，采用轧钢量数据进行对比：使用寿命较常规1Cr13涂层提高1倍以上，H型钢轧钢量8800吨。
实施例2
本实施例的纳米Cr3C2粉的制备方法：
步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.22的配比置于粉体总重60%的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用2Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为3cm，以方便进行急冻；
步骤二：急冻：将前驱体快速转入-80℃急冻空间中进行急冻120min；
步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：
A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30分钟，抽真空至60Pa以内；
B、中期：板温降温至80℃/min，保持60分钟，真空控制在100Pa以内；
C、后期，板温降温至50℃/min，保持200分钟，真空控制在80Pa以内。
步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，30分钟内升温至1200℃保持30分钟，10分钟内降温至1100℃再保持40分钟，10分钟内再降温至1000℃保温20分钟，10分钟内再降温至900℃保持10分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为35-40nm之间，粒度差距较小。
本实施例一种纳米Cr3C2粉的应用于热轧辊的喷涂方法，步骤为：
步骤1）前处理：将热轧辊表面机械打磨，打磨使用1000#砂纸对基材表面进行打磨，用无水乙醇清洗，丙酮脱脂；将热轧辊表面机械打磨至至少Sa3级清洁度；后喷砂处理，使用粒径为0.5mm铸铁砂为磨粒，压缩空气压力1.2MPa，喷砂距离为100mm，喷砂角度为20°，使精糙度到达RZ70μm；
步骤2）喷涂：用HVOF方法进行喷涂：
NiCr的喷涂方法参数为：氧气流量：2000SCFH；煤油流量：21LPH；送粉速度为：5.5RPM；喷涂距离380mm；
NiCr-Cr3C2的喷涂方法参数为：氧气流量：1900SCFH；煤油流量：23LPH；送粉速度为：5.5RPM；喷涂距离380mm。
本实施例一种热轧辊的多元合金涂层，经检测：
涂层结合强度测试：根据GB/T 8642-2002 热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到97MPa；
涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1300HV以上，
涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.53%；
涂层使用寿命检测：在H型钢轧机组中，采用轧钢量数据进行对比： H型钢轧钢量9700吨。
检测时，发明人还研究了涂层在500℃（每隔10min淬火一次）高温条件下的热震性能，NiCr/Cr3C2-25NiCr涂层经50余次循环而不发生剥落。
强度试验：采用E-7胶作为粘结剂，固化后开展拉伸实验，以0.1 mm/min速率拉伸，拉伸强度为97.5MPa时，粘结试样发生断裂，断裂面为胶结层内，表明涂层结合强度大于97.5MPa。
实施例3
本实施例的纳米Cr3C 2粉的制备方法为：
步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体按重量比1：0.19的配比置于粉体总重60%的蒸馏水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入方形模具中压制成型呈前驱体；用1.2Mpa压力压制后呈块状，压至厚度为2cm，以方便进行急冻；
步骤二：急冻：将前驱体快速转入-90℃急冻空间中进行急冻80min；
步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干，冻干工艺曲线为：
A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持40分钟，抽真空至60Pa以内；
B、中期：板温降温至85℃/min，保持50分钟，真空控制在100Pa以内；
C、后期，板温降温至55℃/min，保持120分钟，真空控制在80Pa以内。
步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，采用快速升温后再阶段式降温的模式，40分钟内升温至1200℃保持25分钟，10分钟内降温至1100℃再保持45分钟，10分钟内再降温至1000℃保温30分钟，5分钟内再降温至900℃保持5分钟，这种阶段式降温的优点是，保持反应的稳定性，进而可以保证碳化反应的均匀性以及实现制得粒度更加均匀的纳米级的碳化铬，经SEM扫描电镜检测，颗粒尺寸大约为35-40nm之间，粒度差距较小。
本实施例纳米Cr3C 2粉应用于热轧辊的多元合金涂层，经检测：
涂层结合强度测试：根据GB/T 8642-2002 热喷涂抗拉结合强度的测定方法：制得的涂层的强度达到103.6MPa；
涂层硬度分析：采用维氏硬度计进行测量，硬度达到1350HV以上，
涂层孔隙率采用涂膏法：将含有试液的膏状物均匀涂敷在经过清洁和干燥处理的试样表面。膏状物中的试液渗入涂层孔隙，与基体金属作用，生成具有特征颜色的斑点，对膏体上有色斑点数目进行计数，即可得到涂层孔隙率，测得孔隙率0.36%；
涂层使用寿命检测：在H型钢轧机组中，采用轧钢量数据进行对比： H型钢轧钢量10000吨以上。
检测时，发明人还研究了涂层在500℃（每隔10min淬火一次）高温条件下的热震性能，NiCr/Cr3C2-25NiCr涂层经60余次循环而不发生剥落。
强度试验：采用E-7胶作为粘结剂，固化后开展拉伸实验，以0.1 mm/min速率拉伸，拉伸强度为107.5MPa时，粘结试样发生断裂，断裂面为胶结层内，表明涂层结合强度大于107.5MPa。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。所以，如果本领 域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该 技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种纳米Cr3C2粉的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤一：混合：将重铬酸铵粉体和纳米碳黑粉体置于蒸馏水或去离子水中，混合搅拌均匀呈流体状，加入模具中压制成型呈块状前驱体；
步骤二：急冻：将前驱体快速转入急冻空间中进行急冻；
步骤三：冻干：将急冻好的前驱体快速转入真空冷冻干燥仓中进行冻干；
步骤四：碳化：关闭真空冷冻干燥仓冷阱，升温进行碳化还原反应制得纳米Cr3C2粉。
2.根据权利要求1所述的纳米Cr3C2粉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，重铬酸铵和纳米碳黑粉体的配比为1：（0.16~0.22）；蒸馏水或去离子水用量为：粉体总重的55%～60%；步骤二中急冻温度为-80~-100℃，时间为60~120min；步骤四中，升温至900~1200℃进行碳化还原。
3.根据权利要求2所述的纳米Cr3C2粉的制备方法，其特征在于：步骤三中，冻干工艺曲线为：
A、初期：板温0℃～100℃，升温斜率2℃/min，100℃保持30～40分钟，抽真空至60Pa以内；
B、中期：板温降温至80～85℃/min，保持50～60分钟，真空控制在100Pa以内；
C、后期，板温降温至50～65℃/min，保持80～200分钟，真空控制在80Pa以内。
4.根据权利要求2所述的纳米Cr3C2粉的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述块状前驱体的厚度为1.0～3.0cm。
5.一种权利要求4所述的纳米Cr3C2粉在多元合金涂层中的应用，其特征在于：制得的多元合金涂层强度：89～103.6MPa；涂层孔隙率0.36～0.77%；硬度1300HV以上。
CN201710299342.1A 2017-05-02 2017-05-02 一种纳米Cr3C2粉的制备方法及其在多元合金涂层中的应用 Pending CN107176605A (zh)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110734089A (zh) * 2019-11-28 2020-01-31 中国科学院青海盐湖研究所 一种铬酸铵晶体的制备方法
CN113403564A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 安徽工业大学 一种用于冷轧辊表面的纳米陶瓷颗粒增强金属基复合涂层及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100276110B1 (ko) * 1998-10-14 2000-12-15 원창환 자체 연소 반응법을 이용하여 탄화크롬 분말을 제조하는 방법
CN1418821A (zh) * 2002-12-02 2003-05-21 刘昌见 由铬酸铵碱金属复盐生产Cr2O3和碱金属重铬酸盐的方法
CN1837063A (zh) * 2006-04-14 2006-09-27 北京科技大学 一种纳米碳化铬粉末的制备方法
CN101830463A (zh) * 2010-05-31 2010-09-15 河南工业大学 一种纳米碳化铬粉末的制备方法
CN102712498A (zh) * 2009-12-22 2012-10-03 朗盛德国有限责任公司 重铬酸铵的制备方法
CN103849934A (zh) * 2014-03-28 2014-06-11 四川理工学院 一种纳米Cr3C2晶须的制备方法
CN104925810A (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 河北工程大学 一种纳米碳化铬粉体的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100276110B1 (ko) * 1998-10-14 2000-12-15 원창환 자체 연소 반응법을 이용하여 탄화크롬 분말을 제조하는 방법
CN1418821A (zh) * 2002-12-02 2003-05-21 刘昌见 由铬酸铵碱金属复盐生产Cr2O3和碱金属重铬酸盐的方法
CN1837063A (zh) * 2006-04-14 2006-09-27 北京科技大学 一种纳米碳化铬粉末的制备方法
CN102712498A (zh) * 2009-12-22 2012-10-03 朗盛德国有限责任公司 重铬酸铵的制备方法
CN101830463A (zh) * 2010-05-31 2010-09-15 河南工业大学 一种纳米碳化铬粉末的制备方法
CN103849934A (zh) * 2014-03-28 2014-06-11 四川理工学院 一种纳米Cr3C2晶须的制备方法
CN104925810A (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 河北工程大学 一种纳米碳化铬粉体的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
沈健等: ""浅谈真空冷冻干燥技术"", 《农业装备技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110734089A (zh) * 2019-11-28 2020-01-31 中国科学院青海盐湖研究所 一种铬酸铵晶体的制备方法
CN110734089B (zh) * 2019-11-28 2022-03-08 中国科学院青海盐湖研究所 一种铬酸铵晶体的制备方法
CN113403564A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 安徽工业大学 一种用于冷轧辊表面的纳米陶瓷颗粒增强金属基复合涂层及其制备方法

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