一種氧化物陶瓷層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料工程領(lǐng)域，具體涉及一種氧化物陶瓷層的制備方法。其包括如下步驟：(1)通過等離子體電解氧化法或稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層；(2)配置濃度為硝酸鹽水溶液；(3)將步驟(1)中合金樣品置于步驟(2)中溶液中，將合金樣品置于陰極，陽極為不銹鋼或石墨電極，對合金樣品施加高能脈沖電壓，在合金表面沉積0.5～3h，則在合金樣品表面制備陶瓷層。本發(fā)明的等離子電解氧化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和陰極等離子體電解沉積電解液不含對人體和環(huán)境有害的有毒性陽離子，溶液成分簡單，易于控制，工藝穩(wěn)定。采用本發(fā)明的陰極等離子體電解沉積方法預(yù)制阻擋膜工藝簡單，易于操作，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種氧化物陶瓷層的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料工程領(lǐng)域，具體涉及一種氧化物陶瓷層的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化物陶瓷層的制備方法有多種。目前，比較成熟的方法有等離子噴涂，近年來的氣相沉積也正在日趨成熟。等離子噴涂對涂層材料的要求寬松，沉積率高，操作簡便。但是，涂層的層狀結(jié)構(gòu)及孔洞等都可能成為導(dǎo)致涂層失效的裂紋源，致使涂層綜合性能受到限制。
[0003]氣相沉積所得陶瓷層綜合性能較好，但是其沉積速率較低，設(shè)備造價昂貴，制造成本高，受元素蒸汽壓影響，涂層的成分控制較困難，基體零件需要加熱，試樣尺寸不能太大，從而很大程度上限制了這種方法的工業(yè)化推廣。雖然應(yīng)用硬質(zhì)陽極氧化、離子鍍、化學(xué)或物理氣相沉積等方法可在輕合金表面制備氧化物陶瓷層，該陶瓷層可以在一定程度上提高基體的表面性能，但是在面對高速和高接觸應(yīng)力下的服役條件時仍顯不足；同時有的處理技術(shù)還會帶來一定的環(huán)境問題。此外，采用激光重熔、化學(xué)氣相沉積、磁控濺射等方法制備的氧化物陶瓷層大部分還只停留在實驗室研究階段，并未形成規(guī)?；茝V的應(yīng)用技術(shù)。
[0004]等離子體電解氧化技術(shù)(Plasma Electrolytic Oxidat1n,縮寫為PE0)是近年來發(fā)展迅速的一種輕合金表面陶瓷化處理技術(shù)，已引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)界的高度重視，并且由于對環(huán)境及人體的無害性被稱為有色金屬表面改性的清潔工藝。它是一種在輕合金表面原位生長氧化物陶瓷膜層的新工藝，具有較高的硬度、耐磨性、耐蝕性以及結(jié)合強度等，但是該技術(shù)很大程度上只能應(yīng)用于Al、Mg、Ti等閥金屬表面，形成的陶瓷層主晶相為基體金屬的氧化物，很難根據(jù)使用要求調(diào)整陶瓷層組成。
[0005]與PEO技術(shù)不同，近幾年發(fā)展了陰極等離子體電解沉積技術(shù)(Cathodic PlasmaElectrolytic Deposit1n,縮寫為CPED),它結(jié)合了陰極電化學(xué)沉積法(CathodicElectrochemical Deposit1n,縮寫為CELD)和PEO技術(shù)的優(yōu)點，以金屬基體作為陰極,輔助電極作為陽極，在陰極電沉積的同時施加高能脈沖電壓，使得預(yù)先沉積在陰極表面具有較高電阻的氧化物薄膜發(fā)生絕緣擊穿而產(chǎn)生微弧放電，利用微弧的高能量把陰極電化學(xué)沉積的氫氧化物轉(zhuǎn)換成晶態(tài)的氧化物，并最終在微弧放電產(chǎn)生的高溫下燒結(jié)形成陶瓷涂層。陶瓷層在沉積過程中原位形成，與基體之間形成冶金結(jié)合，具有良好的結(jié)合力。它克服了通常CELD法需要后處理——對涂層進行燒結(jié)的缺點，并且在燒結(jié)過程中為了避免涂層收縮、開裂而使得涂層厚度受限。CPED技術(shù)結(jié)合了二者的優(yōu)點，對基體金屬無特殊要求，沉積的氧化物種類多，可通過陰極等離子體放電提高陰極成膜效率，并且涂層的沉積、陰極等離子體放電和燒結(jié)幾乎同時在溶液內(nèi)完成，所以可通過該方法在金屬表面制備不受基體金屬限制的各種氧化物陶瓷層。
[0006]近幾年，何業(yè)東、楊曉戰(zhàn)等利用CPED技術(shù)在Fe25Cr5Al合金表面制備了 ZrO2-Y2O3陶瓷層，阻擋膜的預(yù)制需要在金屬鹽溶液中浸潰30?40次。該方法已申請國家發(fā)明專利，專利號為ZL01118541.4，憨勇、李新梅等研究了電參數(shù)及電解液組成(Al (NO3) 3、乙醇溶液、去離子水)對鈦陰極等離子體電解沉積氧化鋁涂層的影響，但對涂層的性能分析較少。薛文斌等人在0.4mol/l Al (NO3)3.9H20和乙醇溶液中利用陰極微弧沉積技術(shù)，在鈦表面成功制備出氧化鋁涂層，研究表明涂層與基體結(jié)合力較好，具有較高的抗高溫氧化和耐腐蝕能力。韓偉，何業(yè)東等人通過在水溶液中陰極表面發(fā)生氣膜放電所產(chǎn)生的等離子體的能量，使水溶液中的離子在Fe25Cr5Al合金的陰極表面形成的沉積物直接燒結(jié)成為ZrO2-Y2O3陶瓷涂層。李夕金等人利用陰極微弧放電沉積方法，以Al (NO3)3乙醇溶液為電解液，在TiAl合金表面制備了一層連續(xù)的Al2O3膜，結(jié)果顯示:膜層對改善TiAl合金高溫氧化性能有重要幫助。
[0007]國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀表明，目前國內(nèi)外對于該技術(shù)的研究對象主要集中在鋼和鈦合金，對鋁、鎂合金的研究甚少；還存在電解液成分單一、阻擋膜預(yù)制工藝難以保證等局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明目的:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氧化物陶瓷層的制備方法。
[0009]技術(shù)方案:一種氧化物陶瓷層的制備方法，包括如下步驟:
[0010](I)通過等離子體電解氧化法或稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層；
[0011 ] (2)配置濃度為5?50g/L硝酸鹽水溶液；
[0012](3)將步驟(I)中所述合金樣品置于步驟(2)中所述溶液中，將所述合金樣品置于陰極，陽極為不銹鋼或石墨電極，對所述合金樣品施加高能脈沖電壓，在所述合金表面沉積0.5?3h，則在所述合金樣品表面制備陶瓷層。
[0013]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:步驟(I)中所述合金樣品在預(yù)制絕緣阻擋層之前，還需預(yù)處理，包括以下步驟:
[0014](11)將所述合金樣品用丙酮或酒精清洗；
[0015](12)將步驟(11)所述合金樣品用砂紙進行打磨；
[0016](13)將步驟(12)所述合金樣品用去離子水清洗。
[0017]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:在步驟(3)所述合金樣品表面制備陶瓷層后，還需用去離子水進行沖洗。
[0018]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:步驟(I)中采用等離子體電解氧化法預(yù)制絕緣阻擋層的方法，包括以下步驟:
[0019](11)按照娃酸鹽I?30g/L,磷酸鹽I?20g/L,pH調(diào)節(jié)劑I?5g/L配制電解液，溶劑是去離子水；
[0020](12)將步驟(11)中所述的電解液導(dǎo)入作為陰極的不銹鋼槽中，所述合金樣品作為陽極，采用直流脈沖電源輸出方式對所述合金樣品進行等離子體電解氧化處理預(yù)制絕緣阻擋層。
[0021]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:上述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；上述磷酸鹽為磷酸鈉或磷酸鉀，上述PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
[0022]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:上述步驟(12)中進行等離子體電解氧化處理的條件為:電流3?ΙΟΑ/dm2，頻率100?300Hz，占空比30?50%,氧化時間為3?1min。
[0023]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:步驟(I)中所述采用稀土鹽的化學(xué)轉(zhuǎn)化法預(yù)制絕緣阻擋層的方法，包括如下步驟:
[0024](11)按照硝酸鈰或氯化鈰I?50g/L，雙氧水0.1?10ml/L加去離子水至1L，調(diào)節(jié)PH至4?6 ;
[0025](12)將步驟(11)中所述稀土鹽溶液升溫至50?90°C，將所述合金樣品放入所述稀土鹽溶液中反應(yīng)20?60min。
[0026]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:步驟(2)中所述硝酸鹽為硝酸鋯、硝酸鋁、硝酸鎂、硝酸鈦、硝酸釔、硝酸鎳、硝酸鈣、硝酸銅、硝酸鉻、硝酸鐵或硝酸鈰中的一種或幾種。
[0027]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:步驟(3)中進行高能脈沖的條件為為:脈沖電流3?30A/dm2，脈沖電壓300?1000V，頻率100?1500Hz，占空比5?50%。
[0028]作為本發(fā)明中一種氧化物陶瓷層的制備方法的一種優(yōu)選方案:所述合金是指鎂合金或鋁合金或鎂鋁合金中的一種。
[0029]有益效果:1、本發(fā)明的等離子電解氧化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和陰極等離子體電解沉積電解液不含對人體和環(huán)境有害的有毒性陽離子，溶液成分簡單，易于控制，不含易分解成分，工藝穩(wěn)定。
[0030]2、采用本發(fā)明的陰極等離子體電解沉積方法預(yù)制阻擋膜工藝簡單，易于操作，并且無需后續(xù)的燒結(jié)過程，操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0031]3、本發(fā)明即具有等離子體電解氧化原位生長氧化物陶瓷層優(yōu)良的結(jié)合強度，又具有陰極電沉積不受基體金屬限制等優(yōu)點，可在有色金屬及黑色金屬上制備各種優(yōu)良性能的氧化物陶瓷層。
[0032]4、本發(fā)明所制備的陶瓷層不受基體金屬的限制，可根據(jù)電解液中金屬鹽種類的不同可以方便地在溶液中按比例溶解各種金屬鹽而獲得單一的氧化物陶瓷層或者成分分布均勻的多元氧化物涂層，所沉積的氧化物種類很多，只要電解液中金屬離子所對應(yīng)的氫氧化物是難溶物，則可在此范圍內(nèi)沉積任何種類的金屬氧化物。可根據(jù)沉積氧化物的不同選擇Al、Mg、T1、Cu、Zr、Y、Ce、N1、Ca等有色金屬的硝酸鹽及氯化物等鹽溶液,也可選擇Fe、Cr等黑色金屬的硝酸鹽及氯化物等鹽溶液，從而可根據(jù)需求沉積各種氧化物陶瓷層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為使用本發(fā)明處理的等離子體電解氧化方法預(yù)制絕緣阻擋膜的陰極等離子體電解沉積ZrO2陶瓷層表面的SEM形貌圖
[0034]圖2為陰極等離子體電解沉積ZrO2陶瓷層相組成的XRD圖譜
[0035]圖3為使用本發(fā)明處理的等離子體電解氧化方法預(yù)制絕緣阻擋膜的陰極等離子體電解沉積Al2O3陶瓷層表面的SEM形貌圖
[0036]圖4為陰極等離子體電解沉積Al2O3陶瓷層截面的SEM形貌圖
[0037]圖5為使用本發(fā)明處理的等離子體電解氧化方法預(yù)制絕緣阻擋膜的陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層表面的SEM形貌圖
[0038]圖6為是陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層截面的SEM形貌圖
[0039]圖7為陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層截面的EDS面分布
[0040]圖8為使用本發(fā)明處理的稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法制備的絕緣阻擋膜的沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層表面的SEM形貌圖
[0041]圖9為使用本發(fā)明處理的稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化方法預(yù)制阻擋膜的陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層截面的SEM形貌圖

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細說明。
[0043]具體實施例1
[0044]將鋁合金樣品用先用丙酮清洗；再用砂紙打磨，最后用去離子水沖洗干凈，待用。然后分以下幾步完成制備:
[0045]第一步:通過等離子體電解氧化法在鋁合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層:
[0046]先按照硅酸鈉lg/L，磷酸鈉20g/L，氫氧化鈉lg/L配制電解液，溶劑為去離子水；再將上述電解液導(dǎo)入作為陰極的不銹鋼槽中，鋁合金樣品作為陽極，采用直流脈沖電源輸出方式對鋁合金樣品進行等離子體電解氧化處理預(yù)制絕緣阻擋層。進行等離子體電解氧化處理的條件為:電流3A/dm2，頻率100Hz，占空比30%，氧化時間為3min。
[0047]第二步:配置濃度為5g/L硝酸鋯水溶液；
[0048]第三步:將第一步中的鋁合金樣品置于第二步中的硝酸鋯水溶液中；將鋁合金樣品置于陰極，陽極為不銹鋼，對鋁合金樣品施加高能脈沖電壓，在合金表面沉積0.5h，則在鋁合金樣品表面制備陶瓷層。第三步中進行高能脈沖的條件為:脈沖電流3A/dm2，脈沖電壓300V，頻率10Hz，占空比5%o
[0049]最后用去離子水對表面形成陶瓷層的鋁合金沖洗即可。
[0050]圖1，圖2為陰極等離子體電解沉積ZrO2陶瓷層的表面SEM形貌圖及XRD圖譜。由圖可知，陶瓷層表面基本由電化學(xué)沉積的胞狀組織形成，等離子體放電微孔數(shù)量較少，從XRD圖譜可知，陶瓷層均已晶化完全，由不同晶型的ZrO2組成，所以采用該工藝無需后續(xù)燒結(jié)過程就可使陶瓷層晶化完全。
[0051]具體實施例2
[0052]將鎂合金樣品用先用酒精清洗；再用砂紙打磨，最后用去離子水沖洗干凈，待用。然后分以下幾步完成制備:
[0053]第一步:通過等離子體電解氧化法在鎂合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層:
[0054]先按照硅酸鉀30g/L，磷酸鉀lg/L，氫氧化鉀5g/L配制電解液，溶劑為去離子水；再將上述電解液導(dǎo)入作為陰極的不銹鋼槽中，鎂合金樣品作為陽極，采用直流脈沖電源輸出方式對鎂合金樣品進行等離子體電解氧化處理預(yù)制絕緣阻擋層。進行等離子體電解氧化處理的條件為:電流ΙΟΑ/dm2，頻率300Hz，占空比50%，氧化時間為lOmin。
[0055]第二步:配置濃度為50g/L硝酸鋁水溶液；
[0056]第三步:將第一步中的鎂合金樣品置于第二步中的硝酸鋁水溶液中；將鎂合金樣品置于陰極，陽極為石墨電極，對鎂合金樣品施加高能脈沖電壓，在合金表面沉積3h，則在鎂合金樣品表面制備陶瓷層。第三步中進行高能脈沖的條件為:脈沖電流30A/dm2，脈沖電壓1000V，頻率1500Hz,占空比50%。
[0057]最后用去離子水對表面形成陶瓷層的鎂合金沖洗即可。
[0058]圖3、圖4為陰極等離子體電解沉積Al2O3陶瓷層表面及截面的SEM形貌圖。由圖可知，陶瓷層表面為典型的胞狀組織，由截面形貌可知，陶瓷層表層為電化學(xué)沉積的胞狀組織，為典型的CPED陶瓷層組織形貌，內(nèi)層為PEO阻擋層。
[0059]具體實施例3
[0060]將鎂鋁合金樣品用先用酒精清洗；再用砂紙打磨，最后用去離子水沖洗干凈，待用。然后分以下幾步完成制備:
[0061]第一步:通過等離子體電解氧化法在鎂鋁合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層:
[0062]先按照硅酸鉀15g/L，磷酸鉀10g/L，氫氧化鉀3g/L配制電解液，溶劑為去離子水；再將上述電解液導(dǎo)入作為陰極的不銹鋼槽中，鎂鋁合金樣品作為陽極，采用直流脈沖電源輸出方式對鎂鋁合金樣品進行等離子體電解氧化處理預(yù)制絕緣阻擋層。進行等離子體電解氧化處理的條件為:電流5A/dm2，頻率200Hz，占空比40%，氧化時間為8min。
[0063]第二步:配置濃度為10g/L硝酸鋯和10g/L硝酸釔水溶液；
[0064]第三步:將第一步中的鎂鋁合金樣品置于第二步中的硝酸鋯和硝酸釔水溶液中；將鎂鋁合金樣品置于陰極，陽極為不銹鋼，對鎂鋁合金樣品施加高能脈沖電壓，在合金表面沉積1.5h，則在鎂鋁合金樣品表面制備陶瓷層。第三步中進行高能脈沖的條件為:脈沖電流20A/dm2，脈沖電壓600V，頻率1000Hz，占空比40%。
[0065]最后用去離子水對表面形成陶瓷層的鎂鋁合金沖洗即可。
[0066]圖5、圖6為陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層表面形貌及截面的SEM形貌圖，圖7為陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層截面的EDS分析結(jié)果。由圖可知，表面等離子體放電微弧數(shù)量較少，由胞狀組織構(gòu)成，圖7中的截面的EDS分析結(jié)果可知，陶瓷層由Zr、Y、O組成，且分布均勻，可知陶瓷相主要為ZrO2和Y203。
[0067]具體實施例4
[0068]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為20g/L的硝酸鈦水溶液。
[0069]具體實施例5
[0070]與具體實施例2大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為30g/L的硝酸鎳水溶液。
[0071]具體實施例6
[0072]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為40g/L的硝酸鈣水溶液。
[0073]具體實施例7
[0074]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為40g/L的硝酸鈣水溶液。
[0075]具體實施例8
[0076]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為10g/L的硝酸銅水溶液。
[0077]具體實施例9
[0078]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為40g/L的硝酸鉻水溶液。
[0079]具體實施例10
[0080]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為40g/L的硝酸鉻水溶液。
[0081]具體實施例11
[0082]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為40g/L的硝酸鐵水溶液。
[0083]具體實施例12
[0084]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為30g/L的硝酸鈰水溶液。
[0085]具體實施例13
[0086]與具體實施例3大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為5g/L的硝酸鈰和5g/L的硝酸鋯水溶液。
[0087]具體實施例14
[0088]與具體實施例3大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為5g/L的硝酸鋁、5g/L的硝酸鎂和5g/L的硝酸鎳水溶液。
[0089]具體實施例15
[0090]與具體實施例3大致相同，區(qū)別僅在于:第二步中的溶液為5g/L的硝酸鋯、5g/L的硝酸鋁、5g/L的硝酸鎂、5g/L的硝酸鈦、5g/L的硝酸釔、5g/L的硝酸鎳、5g/L的硝酸鈣、5g/L的硝酸銅、5g/L的硝酸鉻、5g/L的硝酸鐵和5g/L的硝酸鈰的混合水溶液。
[0091]具體實施例16
[0092]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:
[0093](I)在第一步中采用稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在鋁合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層，具體操作如下:
[0094]先按照硝酸鈰或氯化鈰45g/L，雙氧水lml/L加去離子水至1L，調(diào)節(jié)PH至4配制溶液；再將上述稀土鹽溶液升溫至80°C，將鋁合金樣品放入稀土鹽溶液中反應(yīng)30min。
[0095](2)第二步中的水溶液為8g/L的硝酸鋯與lg/L的硝酸釔水溶液。
[0096]圖8為稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法制備的絕緣阻擋膜的表面的SEM形貌，圖9為采用稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法預(yù)制阻擋層的陰極等離子體電解沉積ZrO2-Y2O3復(fù)合陶瓷層截面的SEM形貌圖。稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法不僅可以提供陰極等離子體放電所需的高電阻，又可改善陰極等離子體電解沉積的結(jié)合強度。
[0097]具體實施例17
[0098]與具體實施例2大致相同，區(qū)別僅在于:在第一步中采用稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在鎂合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層，具體操作如下:
[0099]先按照氯化鈰50g/L，雙氧水10ml/L加去離子水至1L，調(diào)節(jié)PH至6配制水溶液；再將上述稀土鹽溶液升溫至90°C，將鎂合金樣品放入稀土鹽溶液中反應(yīng)20min。
[0100]具體實施例18
[0101]與具體實施例1大致相同，區(qū)別僅在于:在第一步中采用稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在鋁合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層，具體操作如下:
[0102]先按照氯化鈰lg/L，雙氧水0.lml/L加去離子水至1L，調(diào)節(jié)PH至5配制水溶液；再將上述稀土鹽溶液升溫至50°C，將鋁合金樣品放入所述稀土鹽溶液中反應(yīng)60min。
[0103]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做了詳細說明。但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以再不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)通過等離子體電解氧化法或稀土鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化法在合金樣品表面預(yù)制絕緣阻擋層； (2)配置濃度為5?50g/L硝酸鹽水溶液； (3)將步驟(I)中所述合金樣品置于步驟(2)中所述溶液中，將所述合金樣品置于陰極，陽極為不銹鋼或石墨電極，對所述合金樣品施加高能脈沖電壓，在所述合金表面沉積0.5?3h，則在所述合金樣品表面制備陶瓷層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述合金樣品在預(yù)制絕緣阻擋層之前，還需預(yù)處理，包括以下步驟: (11)將所述合金樣品用丙酮或酒精清洗； (12)將步驟(11)所述合金樣品用砂紙進行打磨； (13)將步驟(12)所述合金樣品用去離子水清洗。
3.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中所述合金樣品表面制備陶瓷層后，還需用去離子水進行沖洗。
4.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，步驟(I)中采用等離子體電解氧化法預(yù)制絕緣阻擋層的方法，包括以下步驟: (11)按照娃酸鹽I?30g/L,磷酸鹽I?20g/L,pH調(diào)節(jié)劑I?5g/L配制電解液,溶劑是去離子水； (12)將步驟(11)中所述的電解液導(dǎo)入作為陰極的不銹鋼槽中，所述合金樣品作為陽極，采用直流脈沖電源輸出方式對所述合金樣品進行等離子體電解氧化處理預(yù)制絕緣阻擋層。
5.如權(quán)利要求4所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；所述磷酸鹽為磷酸鈉或磷酸鉀，所述PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉。
6.如權(quán)利要求4所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，所述步驟(12)中進行等離子體電解氧化處理的條件為:電流3?ΙΟΑ/dm2，頻率100?300Hz，占空比30?50%,氧化時間為3?1min。
7.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述采用稀土鹽的化學(xué)轉(zhuǎn)化法預(yù)制絕緣阻擋層的方法，包括如下步驟: (11)按照硝酸鋪或氯化鋪I?50g/L,雙氧水0.1?10ml/L加去離子水至1L,調(diào)節(jié)PH至4?6 ; (12)將步驟(11)中所述稀土鹽溶液升溫至50?90°C，將所述合金樣品放入所述稀土鹽溶液中反應(yīng)20?60min。
8.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述硝酸鹽為硝酸鋯、硝酸鋁、硝酸鎂、硝酸鈦、硝酸釔、硝酸鎳、硝酸鈣、硝酸銅、硝酸鉻、硝酸鐵或硝酸鈰中的一種或幾種。
9.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，步驟(3)中進行高能脈沖的條件為為:脈沖電流3?30A/dm2，脈沖電壓300?1000V，頻率100?1500Hz，占空比5?50%。
10.如權(quán)利要求1所述的一種氧化物陶瓷層的制備方法，其特征在于，所述合金是指鎂合金或鋁合金或鎂鋁合金中的一種。
【文檔編號】C25D9/08GK104372394SQ201410316971
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】王萍, 李建平, 郭永春, 楊忠, 夏峰, 王建利, 高培虎, 馬志軍 申請人:西安工業(yè)大學(xué)