抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種在金屬表面制備涂層的方法，具體涉及一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在金屬鈾真空熔煉和金屬鈾真空蒸鍍工藝中會產(chǎn)生附著在工藝部件表面的鈾薄膜或鈾層，由于金屬鈾化學(xué)活性極強，在空氣中會氧化和腐蝕，附著在工藝部件表面的金屬鈾在貯存過程中隨時可能發(fā)生自燃，貯存中的意外自燃極易引發(fā)事故。目前采用金屬容器包裝貯存，在貯存容器周圍避免存放可燃物的方法，雖然很大程度降低了工藝部件表面金屬鈾自燃產(chǎn)生的危害，但未能從根本上解決貯存中的金屬鈾層自燃問題。因此，需要在金屬鈾表面表面制作一種可抑制自燃的涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
(i)鋁溶膠制備
取一定質(zhì)量的純水加熱至80°C，將研細的異丙醇鋁加入其中，80°C恒溫加熱I小時，得到鋁溶膠，然后將鋁溶膠加熱至90°C并攪拌I小時；
(ii)鋁溶膠濃度調(diào)節(jié)
待鋁溶膠均勻后用純水來調(diào)節(jié)鋁溶膠濃度，至鋁溶膠中水合氧化鋁分子團的質(zhì)量分數(shù)25%~30% 之間；
(iii)鋁溶膠PH值調(diào)節(jié)
用鹽酸調(diào)節(jié)鋁溶膠PH值在3-4之間，得到涂層膠體溶液；
(iv)金屬鈾表面噴涂
將剛曝空、鈾層表面未明顯氧化的工藝部件置于通風(fēng)柜水平臺面，將涂層膠體溶液灌裝到霧化噴槍中，然后將涂層膠體溶液均勻噴涂在金屬鈾層表面；
(V)涂層的風(fēng)干、凝聚開啟通風(fēng)將鈾層表面涂層膠體溶液加速風(fēng)干，待脫水凝聚直到溶膠成膜，即得到保護涂層。
[0005]所述保護涂層成份結(jié)構(gòu)式是χ(Α1203.ηΗ20).yHCl.ζΗ20ο
[0006]所述步驟(i )中純水與異丙醇鋁的質(zhì)量比為13.2:1。
[0007]所述步驟(iii)中加入鹽酸與異丙醇鋁的摩爾比為0.07:1。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用無機基體材料，后續(xù)物料回收處理簡單；基體材料鋁溶膠自身為阻燃材料，有較好的耐溫阻燃性能；制備得到的涂層在鈾層表面穩(wěn)定、致密、不可燃、耐高溫，與金屬鈾結(jié)合性好，能夠有效抑制金屬鈾層的氧化或自燃，且對后期的鈾物料回收處理影響盡量小。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明金屬鈾層自燃抑制涂層的制備流程示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合說明書附圖及實施例對本發(fā)明金屬鈾層自燃抑制涂層進行詳細說明: 如圖1所示，一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法，包括以下步驟:
(I)鋁溶膠制備
取一定質(zhì)量的純水加熱至80°c，將研細的異丙醇鋁加入其中，80°C恒溫加熱I小時，然后將鋁溶膠加熱至90°C并攪拌I小時，純水與異丙醇鋁的質(zhì)量比為13.2:1 (SI);
(ii)鋁溶膠濃度調(diào)節(jié)
待鋁溶膠均勻后用純水來調(diào)節(jié)鋁溶膠濃度，至鋁溶膠中水合氧化鋁分子團的質(zhì)量分數(shù)25%~30% 之間(S2)；
(iii)鋁溶膠PH值調(diào)節(jié)
用鹽酸調(diào)節(jié)鋁溶膠PH值在3-4之間，得到涂層膠體溶液，加入的鹽酸與異丙醇鋁的摩爾比為 0.07:1 (S3)；
(iv)金屬鈾表面噴涂
將剛曝空、鈾層表面未明顯氧化的工藝部件置于通風(fēng)柜水平臺面，將涂層膠體溶液灌裝到霧化噴槍中，然后將涂層膠體溶液均勻噴涂在金屬鈾層表面(S4);
(V)涂層的風(fēng)干、凝聚
開啟通風(fēng)將鈾層表面涂層膠體溶液加速風(fēng)干，待脫水凝聚直到溶膠成膜，即得到保護涂層(S5)。
[0011]所述保護涂層成份結(jié)構(gòu)式是X(Al2C)3.ηΗ20).yHCl.ζΗ20ο
[0012]實施例1
一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法，包括以下步驟:
(i)鋁溶膠制備
取一定質(zhì)量的純水加熱至80°C，將研細的異丙醇鋁加入其中，80°C恒溫加熱I小時，然后將鋁溶膠加熱至90°C并攪拌I小時，純水與異丙醇鋁的質(zhì)量比為13.2:1 ;
(ii)鋁溶膠濃度調(diào)節(jié)
待鋁溶膠均勻后用純水來調(diào)節(jié)鋁溶膠濃度，至鋁溶膠中水合氧化鋁分子團的質(zhì)量分數(shù)為 25% ；
(iii)鋁溶膠PH值調(diào)節(jié)
用鹽酸調(diào)節(jié)鋁溶膠PH值至3，得到涂層膠體溶液，加入的鹽酸與異丙醇鋁的摩爾比為0.07:1 ；
(iv)金屬鈾表面噴涂
將剛曝空、鈾層表面未明顯氧化的工藝部件置于通風(fēng)柜水平臺面，將涂層鋁溶膠溶液灌裝到霧化噴槍中，然后將膠體溶液均勻噴涂在金屬鈾層表面； (V)涂層的風(fēng)干、凝聚
開啟通風(fēng)將鈾層表面鋁溶膠溶液加速風(fēng)干，待脫水凝聚直到溶膠成膜，即得到保護涂層O
[0013]實施例2
(i)鋁溶膠制備
取一定質(zhì)量的純水加熱至80°C，將研細的異丙醇鋁加入其中，80°C恒溫加熱I小時，然后將鋁溶膠加熱至90°C并攪拌I小時，純水與異丙醇鋁的質(zhì)量比為13.2:1 ;
(ii)鋁溶膠濃度調(diào)節(jié)
待鋁溶膠均勻后用純水來調(diào)節(jié)鋁溶膠濃度，水合氧化鋁分子團的質(zhì)量分數(shù)為30% ;
(iii)鋁溶膠PH值調(diào)節(jié)
用鹽酸調(diào)節(jié)鋁溶膠PH值至4，得到涂層膠體溶液，加入的鹽酸與異丙醇鋁的摩爾比為0.07:1 ；
(iv)金屬鈾表面噴涂
將剛曝空、鈾層表面未明顯氧化的工藝部件置于通風(fēng)柜水平臺面，將涂層膠體溶液灌裝到霧化噴槍中，然后將涂層膠體溶液均勻噴涂在金屬鈾層表面；
(V)涂層的風(fēng)干、凝聚
開啟通風(fēng)將鈾層表面涂層膠體溶液加速風(fēng)干，待脫水凝聚直到溶膠成膜，即得到保護涂層。
[0014]在金屬鈾真空蒸鍍工藝中的尾料板是在不銹鋼板或碳鋼板表面蒸鍍了一層金屬鈾膜，由于鈾膜比表面積較大，在空氣中常溫下隨時可能自燃。將剛曝空取出的尾料板在附著金屬鈾一側(cè)的鈾表面按本發(fā)明所述方法制作鋁溶膠涂層，并等待24小時在涂層完全凝聚成膜后，得到了致密、透明的涂層。在涂層表面用高溫灼烤、火焰灼燒、手指搓磨，涂層都保持穩(wěn)定，未出現(xiàn)開裂，涂層內(nèi)鈾層未出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象；將工藝部件在常溫下、空氣中貯存半年，鈾表面涂層依然穩(wěn)定，未出現(xiàn)變化。
【主權(quán)項】
1.一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: (I )鋁溶膠制備 取一定質(zhì)量的純水加熱至80°C，將研細的異丙醇鋁加入其中，80°C恒溫加熱I小時，得到鋁溶膠，然后將鋁溶膠加熱至90°C并攪拌I小時(SI)； (ii)鋁溶膠濃度調(diào)節(jié) 待鋁溶膠均勻后用純水來調(diào)節(jié)鋁溶膠濃度，至鋁溶膠中水合氧化鋁分子團的質(zhì)量分數(shù)25%~30% 之間(S2)； (iii)鋁溶膠PH值調(diào)節(jié) 用鹽酸調(diào)節(jié)鋁溶膠PH值在3-4之間，得到涂層膠體溶液(S3); (iv)金屬鈾表面噴涂 將剛曝空、鈾層表面未明顯氧化的工藝部件置于通風(fēng)柜水平臺面，將涂層膠體溶液灌裝到霧化噴槍中，然后將涂層膠體溶液均勻噴涂在金屬鈾層表面(S4); (V)涂層的風(fēng)干、凝聚 開啟通風(fēng)將鈾層表面涂層膠體溶液加速風(fēng)干，待脫水凝聚直到溶膠成膜，即得到保護涂層(S5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鈾層自燃抑制涂層的制備方法，其特征在于:所述保護涂層成份結(jié)構(gòu)式是χ(Α1203.ηΗ20).yHCl.ζΗ20ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鈾層自燃抑制涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟(i )中純水與異丙醇鋁的質(zhì)量比為13.2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鈾層自燃抑制涂層的制備方法，其特征在于:所述步驟(iii)中加入鹽酸與異丙醇鋁的摩爾比為0.07:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制金屬鈾表面自燃的涂層的制備方法，包括以下步驟：（?。╀X溶膠制備；（ⅱ）鋁溶膠濃度調(diào)節(jié)；（ⅲ）鋁溶膠pH值調(diào)節(jié)；（ⅳ）金屬鈾表面噴涂；（ⅴ）涂層的風(fēng)干、凝聚。本發(fā)明采用無機基體材料，后續(xù)物料回收處理簡單；基體材料鋁溶膠自身為阻燃材料，有較好的耐溫阻燃性能；制備得到的涂層在鈾層表面穩(wěn)定、致密、不可燃、耐高溫，與金屬鈾結(jié)合性好，能夠有效抑制金屬鈾層的氧化或自燃，且對后期的鈾物料回收處理影響盡量小。
【IPC分類】C23C20-08
【公開號】CN104746059
【申請?zhí)枴緾N201510166421
【發(fā)明人】彭賢勛
【申請人】核工業(yè)理化工程研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月10日