一種鎳鉬鋁稀土鍍層及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種鎳鉬鋁稀土鍍層及制備方法，所述鎳鉬鋁稀土鍍層由鎳、鉬、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳：鉬：鋁：稀土為72.95～21.57%、21.33～43.70%、3.50～16.70%、2.22～18.02%。其制備方法即在水中加入鎳鹽、鉬化合物、鋁鹽、稀土鹽、絡合劑、氯化物，調pH值為7.5～9.5得鎳鹽-鉬化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液；然后將待鍍的鍍件作為陰極，陽極為鎳放入其中進行脈沖電鍍，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到抗氧化腐蝕性能強的鎳鉬鋁稀土鍍層。該鎳鉬鋁稀土鍍層的抗氧化腐蝕性比鎳鉬鍍層和鎳鉬鋁鍍層的抗氧化腐蝕性更強。
【專利說明】一種鎳鉬鋁稀土鍍層及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鎳鑰鋁稀土鍍層及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著航空發動機向高推重比發展要求航空發動機的設計進口溫度不斷提高，單獨使用高溫結構材料技術已不能滿足先進航空發動機迅速發展的迫切要求。目前大幅度提高航空發動機工作溫度的切實可行的方法是采用熱障涂層技術。獲得實際應用的熱障涂層大多為雙層結構，陶瓷層由于具有隔熱、抗腐蝕、沖刷和侵蝕性能，作為熱障涂層的表層。由于陶瓷與高溫結構材料的熱膨脹系數不匹配，需要起著抗高溫氧化腐蝕和改善基體與陶瓷涂層物理相容性的作用的金屬粘結層，金屬粘結層為底層。
[0003]目前熱障涂層采用鎳鍍層、鎳鑰鍍層、鎳鑰稀土鍍層、鎳鑰-二硅化鑰復合鍍層、鎳鑰稀土 - 二硅化鑰復合鍍層作為粘結層，但上述各粘結層材料均存在抗氧化腐蝕性能不很強等技術問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的之一是為了解決上述的鎳鑰等鍍層存在的抗氧化腐蝕性能不很強等技術問題而提供一種鎳鑰鋁稀土鍍層。即在鎳鑰鍍層中添加鋁和稀土，可使鍍層在氧化過程中形成Al2O3保護性氧化膜和提高鍍層的抗氧化腐蝕性，可解決鎳鑰鍍層的抗氧化腐蝕性能不很強等技術問題。
[0005]本發明的目的之二在于提供上述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法。
[0006]本發明的技術方案
一種鎳鑰鋁稀土鍍層，由鎳、鑰、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 72.95 ?21.57%,21.33 ?43.70%,3.50 ?16.70%,2.22 ?18.02%。
[0007]上述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將稀土氧化物溶于酸中，得到稀土鹽；
所述的稀土氧化物為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧稀土氧化物中的一種或兩種以上的混合物；
所述的酸為硝酸或鹽酸；
(2)、在水中加入鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、步驟(I)所得的稀土鹽、絡合劑、氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液pH值為7.5?9.5，制成鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液；
其中鎳鹽為氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳中的一種或兩種以上組成的混合物；
鑰化合物為五氯化鑰、鑰酸銨、磷鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上組成的混合物； 鋁鹽為三氯化鋁、硫酸鋁或三氯化鋁與硫酸鋁組成的混合物；
絡合劑為羥基乙酸、氨基乙酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、蘋果酸中的一種或兩種以上組成的混合物； 氯化物為氯化鈉、氯化銨、氯化鉀中的一種或兩種以上的氯化物混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素、絡合劑、氯化物的濃度分別為5?400g/L、5?800g/L、5?350g/L、0.06?10g/L、l?100g/L、5?300g/L ；
(3)、將待鍍的鍍件作為陰極，陽極為鎳，放入步驟(I)所得的鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率2000?5000Hz、占空比為0.5?0.9、電流密度10?25A/dm2，溫度40?60。。，轉速100?600rpm,時間10?60min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁稀土鍍層。
[0008]本發明的有益效果
本發明的鎳鑰鋁稀土鍍層，由于在鎳鑰鍍層中添加鋁和稀土，可使鍍層在氧化過程中形成Al2O3保護性氧化膜和提高鍍層的抗氧化腐蝕性，從而使得到的鎳鑰鋁稀土鍍層的抗氧化腐蝕性比鎳鑰鍍層和鎳鑰鋁鍍層的抗氧化腐蝕性都更強。
[0009]進一步，由于一般在水溶液中電鍍得不到含鋁的鍍層，本發明采用脈沖電源，并在鍍液中添加稀土元素，添加的稀土元素不僅為形成鎳鑰鋁稀土鍍層提供稀土的來源，而且稀土元素還作為電鍍促進劑應用。進一步通過實驗驗證得到，當鍍液中稀土鹽濃度低，即僅為0.01?0.05g/L時,稀土元素僅作電鍍促進劑應用，即當在鍍液中添加稀土元素作為電鍍促進劑時，采用脈沖電源，只能在水溶液中電鍍得到了一種鎳鑰鋁鍍層；只有鍍液中稀土鹽濃度達到0.06^10g/L時，稀土元素才能不僅為形成鎳鑰鋁稀土鍍層提供稀土的來源，而且還作為電鍍促進劑應用，這時在水溶液中電鍍才能得到鎳鑰鋁稀土鍍層。
[0010]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定鎳鑰招稀土鍍層中招和稀土含量分別為3.5?16.7%和2.22?18.02%。
【具體實施方式】
[0011]下面通過具體實施例對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。
[0012]本發明各實施例中所用的各種原料的規格及生產廠家的信息，均為市售。
[0013]實施例1
一種鎳鑰鋁稀土鍍層，由鎳、鑰、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 72.95%:21.33 %:3.50%:2.22%。
[0014]上述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(I)、將0.5856g稀土氧化物溶于6mL酸中，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至50mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到鈰濃度為10g/L的稀土鹽溶液；
所述的稀土氧化物為氧化鈰；
所述的酸為濃硝酸；
(2 )、在980mL水中加入5g鎳鹽、5g鑰化合物、5g鋁鹽、6mL步驟(I)所得的鈰濃度為10g/L的稀土鹽溶液、Ig絡合劑、5g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液pH值為7.5，加水定容至1L，得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即氯化鎳-五氯化鑰-三氯化鋁-硝酸鈰-草酸-氯化鈉電鍍液；
其中鎳鹽為氯化鎳； 鑰化合物為五氯化鑰；
鋁鹽為三氯化鋁；
絡合劑為草酸；
氯化物為氯化鈉；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素鈰、絡合劑、氯化物的濃度分別為5g/L、5g/L、5g/L、0.06g/L、lg/L、5g/L ；
(3)、將待鍍的鍍件10mmX 10mmX0.5mm的待鍍鎳合金板作為陰極，陽極為150mm X 150mm X 2mm的電解鎳板,放入步驟(I)所得的鎳鹽_鑰化合物_招鹽_稀土鹽_絡合劑-氯化物電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率2000Hz、占空比為0.5、電流密度ΙΟΑ/dm2，溫度40°C，轉速lOOrpm，時間60min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，
風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁稀土鍍層即鎳鑰鋁鈰鍍層。
[0015]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鎳鑰招鋪鍍層中鎳、鑰、鋁、鈰含量，按質量百分比計算分別為72.95%,21.33%,3.50%,2.22%。
[0016]將上述鍍有鎳鑰鋁鈰鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.025mg/cm2。
[0017]實施例2
一種鎳鑰鋁稀土鍍層，由鎳、鑰、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 21.57%:43.70 %:16.70%:18.03%。
[0018]上述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將6.3500g氧化釔于10mL小燒杯中，在攪拌下加30mL質量濃度為37%的鹽酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，該溶液中釔濃度為50g/L的稀土鹽酸水溶液I ;
將5.7175g氧化鉺于10mL小燒杯中，在攪拌下加25mL質量濃度為37%的鹽酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，該溶液中鉺濃度為50g/L的稀土鹽酸水溶液2 ；
(2)、在785mL水中加入400g鎳鹽、800g鑰化合物、350g鋁鹽、10mL釔濃度為50g/L的稀土鹽酸水溶液I和10mL鉺濃度為50g/L稀土鹽酸水溶液2、10g絡合劑、300g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液PH值為9.5，加水定容至1L，得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即硝酸鎳-氯化鎳-鑰酸銨-硫酸鋁-氯化釔-氯化鉺-酒石酸-氯化銨-氯化鉀電鍍液；
其中鎳鹽為硝酸鎳和硫酸鎳按質量比為1:1組成的混合物；
鑰化合物為鑰酸銨；
鋁鹽為硫酸鋁；
絡合劑為酒石酸；
氯化物為氯化銨和氯化鉀按質量比為1:1組成的混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素釔和鉺、絡合劑、氯化物的濃度分別為400g/L、800g/L、350g/L、10g/L、100g/L、300g/L ；
(3)、將待鍍的鍍件10mmX 10mmX0.5mm的待鍍鎳板作為陰極，陽極為150mmX 150mmX 2mm的電解鎳板，放入步驟(I)所得的硝酸鎳_氯化鎳_鑰酸銨_硫酸鋁-氯化釔-氯化鉺-酒石酸-氯化銨-氯化鉀電鍍液電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率5000Hz、占空比為0.9、電流密度25A/dm2，溫度60°C，轉速600rpm，時間40min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁稀土鍍層即鎳鑰鋁釔鉺鍍層。
[0019]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鎳鑰招乾鉺鍍層中鎳、鑰、鋁、釔、鉺含量，按質量百分比計算分別為21.57%,43.70 %、16.70%,8.91%,9.12%。
[0020]將上述鍍有鎳鑰鋁釔鉺鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.03mg/cm2。
[0021]實施例3
一種鎳鑰鋁稀土鍍層，由鎳、鑰、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 30.82%:40.27%:13.90%:15.01%。
[0022]上述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(I )、將2.8688g氧化鏑于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I ;
將2.8816g氧化釓于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液2 ；
(2)、在780mL水中加入200g鎳鹽、400g鑰化合物、175g鋁鹽、10mL鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I和10mL釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液2、50g絡合劑、150g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液PH值為8.5，加水定容至IL得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即氯化鎳-硝酸鎳-五氯化鑰-鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液；
其中鎳鹽為氯化鎳和硝酸鎳按質量比為3:1組成的混合物；
鑰化合物為五氯化鑰和鑰酸銨按質量比為1:1組成的混合物；
鋁鹽為三氯化鋁和硫酸鋁為4:3組成的混合物；
絡合劑為草酸和乳酸按質量比為5:3組成的混合物；
氯化物為氯化鈉和氯化銨按質量比為2:1組成從混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素鏑和釓、絡合劑、氯化物的濃度分別為200g/L、400g/L、175g/L、5g/L、50g/L、150g/L；
(3)、將待鍍的鍍件10mmX10mmX0.5mm的待鍍鎳單晶板作為陰極，陽極為150mmX 150mmX 2mm的電解鎳板,放入步驟(I)所得的氯化鎳_硝酸鎳_五氯化鑰_鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率3500Hz、占空比為0.7、電流密度17.8A/dm2，溫度60°C，轉速550rpm，時間35min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁稀土鍍層即鎳鑰鋁鏑釓鍍層。
[0023]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鎳鑰招禮鍍層中鎳、鑰、鋁、鏑、釓含量，按質量百分比計算，分別為30.82%,40.27%、13.90%,5.23%,9.78%。
[0024]將上述鍍有鎳鑰鋁鏑釓鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.02mg/cm2。
[0025]實施例4(實施例3的對照實施例)
一種鎳鑰鍍層，由鎳、鑰二種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰為67.73%:32.27%。
[0026]上述的一種鎳鑰鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、在990mL水中加入200g鎳鹽、400g鑰化合物、175g鋁鹽、50g絡合劑、150g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液PH值為8.5，加水定容至IL得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即氯化鎳-硝酸鎳-五氯化鑰-鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液；其中鎳鹽為氯化鎳和硝酸鎳按質量比為3:1組成的混合物；
鑰化合物為五氯化鑰和鑰酸銨按質量比為1:1組成的混合物；
鋁鹽為三氯化鋁和硫酸鋁為4:3組成的混合物；
絡合劑為草酸和乳酸按質量比為5:3組成的混合物；
氯化物為氯化鈉和氯化銨按質量比為2:1組成從混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、絡合劑、氯化物的濃度分別為 200g/L、400g/L、175g/L、50g/L、150g/L ；
(2)、將待鍍的鍍件10mmX10mmX0.5mm的待鍍鎳單晶板作為陰極，陽極為150mmX 150mmX 2mm的電解鎳板,放入步驟(I)所得的氯化鎳_硝酸鎳_五氯化鑰_鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液中進行電鍍，電鍍過程中控制電流密度17.8A/dm2，溫度60°C，轉速550rpm，時間35min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鍍層。
[0027]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鍍層中鎳、鑰、招含量，鍍層中未檢測到鋁，鎳、鑰含量，按質量百分比計算分別為67.73%,32.27%。
[0028]將上述鍍有鎳鑰鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.415mg/cm2。
[0029]實施例5 (實施例4的對照實施例)
一種鎳鑰鋁鍍層，由鎳、鑰、鋁三種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁為55.50%:36.92%:7.58%ο
[0030]上述的一種鎳鑰鋁鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(I )、將2.8688g氧化鏑于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I ;
將2.8816g氧化釓于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液
2 ；
(2)、在780mL水中加入200g鎳鹽、400g鑰化合物、175g鋁鹽、ImL鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I和ImL釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液2、50g絡合劑、150g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液PH值為8.5，加水定容至IL得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即氯化鎳-硝酸鎳-五氯化鑰-鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液；
其中鎳鹽為氯化鎳和硝酸鎳按質量比為3:1組成的混合物；
鑰化合物為五氯化鑰和鑰酸銨按質量比為1:1組成的混合物；
鋁鹽為三氯化鋁和硫酸鋁為4:3組成的混合物；
絡合劑為草酸和乳酸按質量比為5:3組成的混合物；
氯化物為氯化鈉和氯化銨按質量比為2:1組成從混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素鏑和釓、絡合劑、氯化物的濃度分別為200g/L、400g/L、175g/L、5g/L、
0.05g/L、150g/L ；
(3)、將待鍍的鍍件10mmX10mmX0.5mm的待鍍鎳單晶板作為陰極，陽極為150mmX 150mmX 2mm的電解鎳板,放入步驟(I)所得的氯化鎳_硝酸鎳_五氯化鑰_鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率3500Hz、占空比為0.7、電流密度17.8A/dm2，溫度60°C，轉速550rpm，時間35min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁鍍層即鎳鑰鋁鍍層。
[0031]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鎳鑰招鍍層中鎳、鑰、鋁含量，按質量百分比計算，分別為55.50%,36.92%,7.58%。
[0032]將上述鍍有鎳鑰鋁鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.140mg/cm2。
[0033]實施例6 (實施例4的對照實施例)
一種鎳鑰鋁鍍層，由鎳、鑰、鋁三種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁為58.85%:34.23%:6.92%。
[0034]上述的一種鎳鑰鋁鍍層的制備方法，具體包括如下步驟:
(I )、將2.8688g氧化鏑于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I ;
將2.8816g氧化釓于50mL小燒杯中，在攪拌下加15mL濃硝酸，加熱，使其溶解，待其冷卻后，移至10mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，得到釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液2 ；
(2)、在780mL水中加入200g鎳鹽、400g鑰化合物、175g鋁鹽、0.2mL鏑濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液I和0.2mL釓濃度為25g/L的稀土硝酸鹽水溶液2、50g絡合劑、150g氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液PH值為8.5，加水定容至IL得到鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液即氯化鎳-硝酸鎳-五氯化鑰-鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液；
其中鎳鹽為氯化鎳和硝酸鎳按質量比為3:1組成的混合物；
鑰化合物為五氯化鑰和鑰酸銨按質量比為1:1組成的混合物；
鋁鹽為三氯化鋁和硫酸鋁為4:3組成的混合物；
絡合劑為草酸和乳酸按質量比為5:3組成的混合物；
氯化物為氯化鈉和氯化銨按質量比為2:1組成從混合物；
所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素鏑和釓、絡合劑、氯化物的濃度分別為200g/L、400g/L、175g/L、5g/L、0.01g/L、150g/L ；
(3)、將待鍍的鍍件10mmX 10mmX0.5mm的待鍍鎳單晶板作為陰極，陽極為150mmX 150mmX 2mm的電解鎳板,放入步驟(I)所得的氯化鎳_硝酸鎳_五氯化鑰_鑰酸銨-三氯化鋁-硫酸鋁-硝酸鏑-硝酸釓-乳酸-草酸-氯化銨-氯化鈉電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率3500Hz、占空比為0.7、電流密度17.8A/dm2，溫度60°C，轉速550rpm，時間35min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁鍍層即鎳鑰鋁鍍層。
[0035]采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能譜儀測定上述所得的鎳鑰招禮鍍層中鎳、鑰、鋁含量，按質量百分比計算，分別為58.85%,34.23%,6.92%。
[0036]將上述鍍有鎳鑰鋁鍍層的鍍件在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，隨后自然爐冷至室溫，用BS224S型電子天秤分別測定鍍件氧化前的質量與氧化后的質量，得該鍍件氧化后質量增加為0.145mg/cm2。
[0037]進一步，通過實施例3、實施例4、實施例5和實施例6的鍍件分別在1100°C的空氣氛圍中恒溫氧化48h，從最終鍍件每平方厘米增加的質量的數據結果表明，本發明所得的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的抗氧化腐蝕性比鎳鑰鍍層和鎳鑰鋁鍍層的抗氧化腐蝕性都更強。
[0038]進一步，本發明采用脈沖電源，在鍍液中添加稀土元素，添加的稀土元素不僅為形成鎳鑰鋁稀土鍍層提供稀土的來源，而且稀土元素還作為電鍍促進劑應用。從實施例5和實施例6中可以看出，當鍍液中稀土鹽濃度低，即僅為0.01?0.05g/L時，稀土元素僅作電鍍促進劑應用，即當在鍍液中添加稀土元素作為電鍍促進劑時，采用脈沖電源，只能在水溶液中電鍍得到了一種鎳鑰鋁鍍層；
進一步，從實施例1、實施例2和實施例3中可以看出只有鍍液中稀土鹽濃度達到
0.06^10g/L時，稀土元素才能不僅為形成鎳鑰鋁稀土鍍層提供稀土的來源，而且還作為電鍍促進劑應用，這時在水溶液中電鍍才能得到鎳鑰鋁稀土鍍層。
[0039]以上所述僅是本發明的實施方式的舉例，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種鎳鑰鋁稀土鍍層，其特征在于所述的鎳鑰鋁稀土鍍層由鎳、鑰、鋁、稀土四種元素組成，按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為72.95?21.57%,21.33?43.70%,3.50?.16.70%、2.22 ?18.02%。
2.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層，其特征在于按質量百分比計算，鎳:鑰:招:稀土為 72.95%:21.33 %:3.50%:2.22%。
3.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層，其特征在于按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 21.57%:43.70 %:16.70%:18.03%。
4.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層，其特征在于按質量百分比計算，鎳:鑰:鋁:稀土為 30.82%:40.27%:13.90%:15.01%。
5.如權利要求1所述的一種鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、將稀土氧化物溶于酸中，得到稀土鹽； 所述的稀土氧化物為鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧稀土氧化物中的一種或兩種以上的混合物； 所述的酸為硝酸或鹽酸； (2)、在水中加入鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、步驟(I)所得的稀土鹽、絡合劑、氯化物，用碳酸鈉溶液調節溶液pH值為7.5?9.5，制成鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液； 其中鎳鹽為氯化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳中的一種或兩種以上組成的混合物； 鑰化合物為五氯化鑰、鑰酸銨、磷鑰酸銨、鑰酸鈉中的一種或兩種以上組成的混合物； 鋁鹽為三氯化鋁、硫酸鋁或三氯化鋁與硫酸鋁組成的混合物； 絡合劑為羥基乙酸、氨基乙酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、乳酸、丁二酸、蘋果酸中的一種或兩種以上組成的混合物； 氯化物為氯化鈉、氯化銨、氯化鉀中的一種或兩種以上的氯化物混合物； 所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素、絡合劑、氯化物的濃度分別為5?400g/L、5?800g/L、5?350g/L、.0.06?10g/L、l?100g/L、5?300g/L ； (3)、將待鍍的鍍件作為陰極，陽極為鎳，放入步驟(I)所得的鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中進行脈沖電鍍，脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率.2000?5000Hz、占空比為0.5?0.9、電流密度10?25A/dm2，溫度40?60。。，轉速100?.600rpm,時間10?60min，電鍍完畢后，將鍍件用水沖洗，風干，在鍍件的表面即得到一層鎳鑰鋁稀土鍍層。
6.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的鎳鹽為氯化鎳，鑰化合物為五氯化鑰，鋁鹽為三氯化鋁，稀土鹽為硝酸鈰，絡合劑為草酸，氯化物為氯化鈉； 所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素、絡合劑、氯化物的濃度分別為5g/L、5g/L、5g/L、0.06g/L、lg/L、5g/L ； 步驟(3)中所述的脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率2000Hz、占空比為0.5、電流密度1A/dm2,溫度 40°C,轉速 10rpm,時間 60min。
7.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的鎳鹽為硝酸鎳和硫酸鎳按質量比為1:1組成的混合物，鑰化合物為鑰酸銨，鋁鹽為硫酸鋁，稀土鹽為氯化釔和氯化鉺組成的混合物，絡合劑為酒石酸，氯化物為氯化銨和氯化鉀按質量比為1:1組成的混合物； 所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素、絡合劑、氯化物的濃度分別為400g/L、800g/L、350g/L、10g/L、10g/L、300g/L ； 步驟(3)中所述的脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率5000Hz、占空比為0.9、電流密度25A/dm2,溫度 60°C,轉速 600rpm,時間 40min。
8.如權利要求1所述的鎳鑰鋁稀土鍍層的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的鎳鹽為氯化鎳和硝酸鎳按質量比為3:1組成的混合物，鑰化合物為五氯化鑰和鑰酸銨按質量比為1:1組成的混合物，鋁鹽為三氯化鋁和硫酸鋁為4:3組成的混合物，稀土鹽為硝酸鏑和硝酸釓組成的混合物，絡合劑為草酸和乳酸按質量比為5:3組成的混合物，氯化物為氯化鈉和氯化銨按質量比為2:1組成從混合物； 所述鎳鹽-鑰化合物-鋁鹽-稀土鹽-絡合劑-氯化物電鍍液中，鎳鹽、鑰化合物、鋁鹽、稀土鹽中稀土元素、絡合劑、氯化物的濃度分別為200g/L、400g/L、175g/L、5g/L、50g/L、.150g/L ； 步驟(3)中所述的脈沖電鍍過程中控制脈沖頻率3500Hz、占空比為0.7、電流密度.17.8A/dm2，溫度 60°C，轉速 550rpm，時間 35min。
【文檔編號】C25D3/56GK104294328SQ201410569544
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】劉小珍, 盧光健, 陳捷 申請人:上海應用技術學院