一种镍包氧化铝粉末的制备方法

专利名称：一种镍包氧化铝粉末的制备方法
技术领域：
一种镍包氧化铝粉末的制备方法，涉及一种用于航空、航天、军工领域的 热喷涂用镍包氧化铝粉末的制备方法。
背景技术：
在航空、航天、军工材料等高技术领域，热喷涂技术已成为的最行之有效 的材料表面强化和表面改性的方法，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温 氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减摩和密封等性能。目前，成熟的热喷涂涂层 材料有氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铬、氮化硼、金属及其复合材料等。其
中Al203涂层由于廉价以及具有耐高温、高硬度、抗腐蚀等一系列优点已经获得
广泛应用。以往研究主要集中在纳米A1203-Ti02体系。A1203-Ti02体系显著 优点是可以大幅降低熔点，但缺点是在烧结过程中晶粒易长大，与金属基体结 合力和耐磨性差。最近几年对A1203-Ni体系有少量研究，但涂层材料属微米结 构型，并且研究尚处于条件实验研究，没有将该涂层材料进行产业化。
日本在中国申请的专利200410103813. X涉及一种Y203或YAG热喷涂层形 成耐等离子体层的制备方法。美国专利USPA20060162493报道了一种镍包覆钛 的制备方法。中国专利CN 01114178.6等均提及了含镍氧化铝催化剂及其载体的 制备方法。这些专利中都未提及镍包氧化铝粉末的制备方法。

发明内容
本发明的目的在于针对上述己有技术存在的不足，提供一种能制备出颗粒 均匀、平均粒径《1.0lim的方法法简单、重复性好、易于实现工业化的镍包氧 化铝粉末的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于将加入分散剂的纳米氧化铝 的混合液制成悬浮液，搅拌下加入镍盐溶液，搅拌均匀后，在混合液中滴入氨 水，再加入蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物([Ni(肌)丄)-氧化铝混合溶液C， 再经过水热老化，过滤、洗涤、烘干，得到绿色中间包覆产物；再进行还原焙 烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的纳米氧化铝原
始粒径为30 70nm，纳米氧化铝占纳米氧化铝悬浮液总重量的5 20%;
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的纳米氧化铝 悬浮液中分散剂加入量为占悬浮液总重量的0. 05% 5%。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的分散剂是水 溶性分散剂或者水溶性分散剂与高分子分散剂复配，包括聚丙烯酸钠、六偏磷 酸钠、聚乙烯醇、吐温80、聚丙烯酸钠与六偏磷酸钠按1: 2复配、六偏磷酸钠 与吐温80按2: l复配。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的悬浮液制备 是将加入分散剂的纳米氧化铝混合液中，置于超声波中分散5 40分钟，形成 的悬浮液。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的镍盐为硫酸 镍、硝酸镍或氯化镍的一种或其任意组合。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的镍盐溶液的 镍盐重量浓度为5% 30%。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的镍盐溶液是 在25匸 85。C温度下加入到纳米氧化铝悬浮液中的。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于加入镍盐溶液后加 入浓度为40% 60%的氨水，滴定结束后加入3 4倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色 镍氨配合物([Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于(〔Ni(NH3)6]2+) -氧 化铝混合溶液经过水热老化、过滤、洗涤、烘干得到绿色中间包覆产物；是在 1000 140(TC温度下还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体的。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的混合液的老化 是将混合液置于40 100。C的水浴中，在搅拌下放置4 24小时后，过滤，并反 复用蒸馏水及无水乙醇分别洗涤沉淀至洗涤液PH值达到6.0 8.0,后，将沉淀 物在40 8(TC下烘干，制得中间包覆产物。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的中间包覆产物 进行还原焙烧，还原气氛为氮氢混合气或CO气，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
本发明的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于中间包覆产物置于坩 埚，进行1150 135(TC还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
本发明的方法，..制备工艺简单，利用价格低廉的氨水作为滴定剂，而且利 用气氛还原，成本低廉，易于实现工业化。得到的镍包覆氧化铝粉颗粒均匀， 平均粒径《1.0ixni，而且具有良好的分散性。
具体实施方案
一种镍包氧化铝粉末的制备方法，将0. 05% 5%的分散剂加入到5% 20%的 纳米氧化铝悬浮液中，放置于超声波中分散5 40分钟，形成悬浮液A;带搅拌 装置的25。C 85X:恒温水浴中，将已配置好的5% 30%的镍盐溶液加入到A中， 搅拌均匀后，形成混合液B，然后慢速滴定40 60y。稍过量的氨水于B中，滴定 结束后加入3 4倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物(〔Ni(NH3)6]2+) _氧 化铝混合溶液C，再经过水热老化，过滤、洗涤、烘干，得到绿色中间包覆产物； 再进行还原1000 140(TC焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
分散剂一般是水溶性分散剂或者水溶性分散剂与高分子分散剂复配，如聚丙 烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯醇、吐温80、聚丙烯酸钠与六偏磷酸钠按l: 2复 配、六偏磷酸钠与吐温80按2: l复配；加入量为O. 1 3.0%。
纳米氧化铝原料原始粒径30 70nm，纳米氧化铝占纳米氧化铝悬浮液总体含 量的5% 20%;镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍、或其任意组合，镍盐为固体 或配置成的溶液。混合液C水热老化是将C混合液置于40 10(TC的水浴中，在 搅拌下放置4 24小时后，过滤，并反复用蒸馏水及无水乙醇分别洗涤沉淀至 洗涤液PH值达到6.0 8.0，后，将沉淀物在40 8(TC下烘干，即制得中间包 覆产物。中间包覆产物置于坩埚，进行还原焙烧，此处还原气氛为氮氢(5%H2) 混合气或CO气，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。中间包覆产物置于坩埚，进行 1150 135(TC还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。 本发明中除特别指明外，涉及的比例均为重量比。 实施例和比较例中的镍包覆氧化铝粉的性能测试方法如下 镍包覆氧化铝粉颗粒粒度利用扫描电子显微镜(JSM-6360LV 日本电子公 司)进行颗粒形貌测量，ZS-90Zeta电位仪(英国马尔文仪器公司)进行测试。 下面结合实例对本发明做进一步说明。 实施例l
将0. 3%的吐温80加入到10%的纳米氧化铝悬浮液中，放置于超声波中分散 20分钟，形成悬浮液A;带搅拌装置的55'C恒温水浴中，将已配置好的4%的镍 盐溶液加入到A中，搅拌均匀后，形成混合液B，然后慢速滴定50%稍过量的氨 水于B中，滴定结束后加入3倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物 (〔Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液C，水热老化24hr，过滤、洗涤、烘干，得到 绿色中间包覆产物；再进行氮氢混合气IIOO'C还原焙烧，得到平均粒径为70nm 的镍包覆氧化铝粉体。
实施例2
将0. 2%的六偏磷酸钠和0. 1%吐温80加入到20%的纳米氧化铝悬浮液中，放 置于超声波中分散20分钟，形成悬浮液A;带搅拌装置的65'C恒温水浴中，将 已配置好的5%的镍盐溶液加入到A中，搅拌均匀后，形成混合液B，然后慢速 滴定5(m稍过量的氨水于B中，滴定结束后加入3倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色 镍氨配合物(〔Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液C，水热老化24hr，过滤、洗涤、 烘干，得到绿色中间包覆产物；再进行C0气128(TC还原焙烧，得到黑色平均粒 径为90nm镍包覆氧化铝粉体。
将0. 1%的土温80加入到10%的纳米氧化铝悬浮液中，放置于超声波中分散 20分钟，形成悬浮液A;带搅拌装置的55'C恒温水浴中，将已配置好的4%的镍 盐溶液加入到A中，搅拌均匀后，形成混合液B，然后慢速滴定50%稍过量的氨 水于B中，滴定结束后加入3倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物 ([Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液C,水热老化24hr,过滤、洗涤、烘干，得到 绿色中间包覆产物；再进行氮氢混合气110(TC还原焙烧，得到蓝色铝酸镍粉体。
实施例4
将20%纳米氧化铝悬浮液放置于超声波中分散20分钟，形成悬浮液A;带 搅拌装置的65'C恒温水浴中，将已配置好的6y。的镍盐溶液加入到A中，搅拌均 匀后，形成混合液B，然后慢速滴定5096稍过量的氨水于B中，滴定结束后加入 3倍氨水的蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物(〔Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液C， 过滤、洗涤、烘干，得到绿色中间包覆产物；再进行C0气110(TC还原焙烧，得 到灰色颗粒不均匀的氧化镍包覆氧化铝粉体。
权利要求
1.一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于将加入分散剂的纳米氧化铝的混合液制成悬浮液，搅拌下加入镍盐溶液，搅拌均匀后，在混合液中滴入氨水，再加入蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物([Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液C，再经过水热老化，过滤、洗涤、烘干，得到绿色中间包覆产物；再进行还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
2.根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的纳米氧化铝原料粒度30 70nm，纳米氧化铝占纳米氧化铝悬浮液总重量的 5% 20% 。
3. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的纳米氧化铝悬浮液中分散剂加入量为占悬浮液总重量的0. 05% 5%。
4. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的分散剂是水溶性分散剂或者水溶性分散剂与高分子分散剂复配，包括聚丙 烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯醇、吐温80、聚丙烯酸钠与六偏磷酸钠按l: 2复 配、六偏磷酸钠与吐温80按2: l复配。
5. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的悬浮液制备是将加入分散剂的纳米氧化铝混合液中，置于超声波中分散5 40分钟，形成的悬浮液。
6. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍或氯化镍的一种或其任意组合。
7. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的镍盐溶液的镍盐重量浓度为5% 30%。
8. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的镍盐溶液是在25°。 85°。温度下加入到纳米氧化铝悬浮液中的。
9. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于加 入镍盐溶液后加入的氨水浓度为40% 60%，滴定结束后加入3 4倍氨水的蒸馏 水，得到深蓝色镍氨配合物([Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液。
10. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于 ([Ni(NH3)6]2+)-氧化铝混合溶液经过水热老化、过滤、洗涤、烘干得到绿色中间包覆产物；是在1000 140(TC温度下还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体 的。
11.根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所述的混合液的老化是将混合液置于40 10(TC的水浴中，在搅拌下放置4 24小 时后，过滤，并反复用蒸馏水及无水乙醇分别洗涤沉淀至洗涤液PH值达到6. 0 8.0，后，将沉淀物在40 8(TC下烘干，制得中间包覆产物。
12. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于所 述的中间包覆产物进行还原焙烧，还原气氛为氮氢混合气或CO气，得到黑色镍 包覆氧化铝粉体。
13. 根据权利要求1所述的一种镍包氧化铝粉末的制备方法，其特征在于中 间包覆产物置于坩埚，进行1150 135(TC还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。
全文摘要
一种镍包氧化铝粉末的制备方法，涉及一种用于航空、航天、军工领域的热喷涂用镍包氧化铝粉末的制备方法。其特征在于将加入分散剂的纳米氧化铝的混合液制成悬浮液，搅拌下加入镍盐溶液，搅拌均匀后，在混合液中滴入氨水，再加入蒸馏水，得到深蓝色镍氨配合物([Ni(NH₃)₆]₂₊)-氧化铝混合溶液C，再经过水热老化，过滤、洗涤、烘干，得到绿色中间包覆产物；再进行还原焙烧，得到黑色镍包覆氧化铝粉体。通过本发明制备的镍包氧化铝粉末颗粒均匀，平均粒径≤1.0μm。提高纳米氧化铝的应用性能，扩展纳米氧化铝的应用范围，产品主要用于航空、航天、军工材料等高技术领域。本发明的方法简单，重复性好，易于实现工业化。
文档编号B22F1/02GK101181751SQ200710179630
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者锦 王, 王庆伟, 王建立 申请人:中国铝业股份有限公司