專利名稱：碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬基微納粉及其制備方法，尤其是一種三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉及其制備方法，具體地說是一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來,一種構(gòu)建介觀(微納米級(jí))新物質(zhì)的技術(shù)---微納米顆粒復(fù)合技術(shù)，引起了
國內(nèi)外專家學(xué)者的重視。微納米顆粒復(fù)合技術(shù)，是將納米顆粒包覆于微米顆粒表面或使其彌散分布在微米顆粒中制備具有微納協(xié)同多功能效應(yīng)微納復(fù)合粉體的技術(shù)。眾所周知，微納粉中的納米顆粒除細(xì)化組織提高材料力學(xué)性能外，主要起改善材料功能特性的作用。納米碳黑粉，是一種具有優(yōu)異光譜吸收性能的黑色納米粉體，同時(shí)還具有良好的減磨效果；納米陶瓷粉，具有突出的抗磨作用和顯著改善材料高溫性能的效果；納米稀土粉，則具有特有的稀土活性元素效應(yīng)，能有效凈化熔池、改善界面潤濕性等。若能將上述三種納米粉有效地與微米金屬粉復(fù)合，將制備出一種具有多功能特性的優(yōu)質(zhì)粉體材料。然而，現(xiàn)有國內(nèi)外相關(guān)研究多集中于單相納米增強(qiáng)微納粉，這可能與其研究領(lǐng)域所需解決問題的要求或是制備技術(shù)尚不夠成熟有關(guān)。發(fā)明人自2006年開始致力于微納米顆粒復(fù)合技術(shù)的理論研究和應(yīng)用研究，先后提出了一種納米陶瓷/微米金屬復(fù)合粉體的機(jī)械制備方法(ZL 200710024996. X)、可直接送粉的高效微納復(fù)合粉體的球磨制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01210227702. 4)等方法，為制備出多相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉這類具有多功能特性的優(yōu)質(zhì)粉體材料奠定 了較好的前期基礎(chǔ)。據(jù)發(fā)明人所知，到目前為止，尚未有一種碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉及其制備方法可供使用，極大地限制了具有優(yōu)異功能特性的納米粉體材料在工程實(shí)踐中更廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉及其制備方法，從而推動(dòng)具有優(yōu)異功能特性的納米粉體材料在工程實(shí)踐中更廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是
一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，其特征是它由質(zhì)量百分比為I 3%納米碳黑粉、O. 5 1. 5%納米陶瓷粉、3 6%納米稀土粉和89. 5^95. 5%微米金屬粉組成，各種組分之和為100% ;納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉以鑲嵌、粘附或化學(xué)鍵結(jié)合中的一種或幾種包覆于微米金屬粉表面，形成一種以微米金屬粉為核、納米碳黑粉和納米陶瓷粉以及納米稀土粉的混合物為殼的核殼結(jié)構(gòu)微納粉。所述納米碳黑粉，其特征是該納米碳黑粉按照ASTMD-3849或GB/T 7046-2003標(biāo)準(zhǔn)檢測的著色強(qiáng)度不低于120%，其平均粒徑為 Γ22ηπι。
所述納米陶瓷粉其平均粒徑為l(T50nm。所述納米陶瓷粉最好為黑色碳化硅粉，以保證所制備金屬微納粉具有好的激光吸收性。所述納米稀土粉，其特征是納米稀土粉為氧化鈰或氧化鑭，其平均粒徑為10 30nmo所述的微米金屬粉的平均粒徑為5(Γ75μπι。微米金屬粉為激光融覆中使用的鋁基、鎳基、鐵基或鈦基金屬粉。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是
一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是它主要包括如下步驟
步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；
步驟2，按照所需配比稱量單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液，將三者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液；
步驟3，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；
步驟4，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，加入步驟2中已混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料； 步驟5，將微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液采用相同的液體介質(zhì)。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液均最好采用無水乙醇作為液體介質(zhì)，以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié)。所述球磨混合處理參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1、球磨時(shí)間為I小時(shí)。所述球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1、球磨時(shí)間為1-3小時(shí)。本發(fā)明的技術(shù)方案之三是
一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是該方法主要包括如下步驟
步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；
步驟2，按照所需配比稱量單相納米稀土懸浮液和所需配比一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑/稀土雙相納米懸浮液；步驟3，按照所需配比稱量單相納米陶瓷懸浮液和所需配比一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑/陶瓷雙相納米懸浮液；步驟4，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉； 步驟5，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，首先加入步驟2中已混合均勻的碳黑和稀土雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，然后再加入步驟3中已混合均勻的碳黑/陶瓷雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；
步驟6，將微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液采用相同的液體介質(zhì)。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液均最好采用無水乙醇作為液體介質(zhì)，以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié)。所述球磨混合處理參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1、球磨時(shí)間為I小時(shí)。所述球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1、球磨時(shí)間為1-3小時(shí)。本發(fā)明的技術(shù)方案之四是
一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是該方法主要包括如下步驟
步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；
步驟2，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；
步驟3，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，先加入按照所需配比稱量好的單相納米稀土粉懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，再加入按照所需配比稱量好的單相納米陶瓷懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，最后加入按照所需配比稱量好的單相納米碳黑懸浮液球磨復(fù)合
O.5-1小時(shí)，獲得碳黑/陶瓷/稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；
步驟4，將微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液采用相同的液體介質(zhì)。所述單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液均最好采用無水乙醇作為液體介質(zhì)，以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié)。所述球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1。本發(fā)明的有益效果
(I)采用本發(fā)明所述碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉所制備的激光熔覆涂層，組織細(xì)小致密，枝晶被打斷、胞化，具有較采用微米粉所制備涂層更好的力學(xué)性能；同時(shí)，在其他激光工藝參數(shù)不變的情況下，采用本發(fā)明所述微納粉獲得優(yōu)良品質(zhì)激光熔覆層所需功率較采用微米粉可降低30%左右，說明其對(duì)激光具有很好的吸收性。(2)本發(fā)明所述碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，是一種很好的耐磨改性用粉體材料。以實(shí)施例1為例，采用本發(fā)明所述微納粉在鈦合金基體上制備鎳基高溫防護(hù)涂層，其在室溫與氧化鋁球干摩擦條件下的體積磨損率是未加納米粉的34. 9% ;在400°C與氧化鋁球干摩擦條件下的體積磨損率是未加納米粉的29. 4%。(3)本發(fā)明所述碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，是一種很好改善材料抗高溫氧化性能用粉體材料。以實(shí)施例1為例，采用本發(fā)明所述微納粉在鈦合金基體上制備鎳基高溫防護(hù)涂層，其在1050°C等溫氧化100小時(shí)后其增重僅為未加納米的24. 8%。(4)本發(fā)明所述碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉具有典型的核殼結(jié)構(gòu)，納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉以鑲嵌、粘附或化學(xué)鍵結(jié)合中的一種或幾種包覆于微米金屬粉表面，微納粉中不存在其他細(xì)微顆粒，可滿足目前激光成形主流技術(shù)一直接送粉式激光成形技術(shù)輸送粉體的要求，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用性和很好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明所述微納粉低倍SEM形貌。 圖2是本發(fā)明所述微納粉表面高倍SEM形貌。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1、2所示。一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，它由以下方法步驟制備而成
首先分別制備分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；
制備分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液時(shí)，可先從市場購置平均粒徑為14 22nm、按照ASTMD-3849或GB/T 7046-2003標(biāo)準(zhǔn)檢測的著色強(qiáng)度不低于120%的納米碳黑粉進(jìn)行干法球磨預(yù)處理，以打破其中原有大團(tuán)聚體顆粒，從而保證碳黑粉體在乙醇或醇水混合溶液中具有良好分散性；再按照碳黑粉體占碳黑漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 059Γ0. 15%稱取納米碳黑粉和乙醇(也可為醇水混合溶液，醇水混合溶液中乙醇占混合溶液體積的30 70%，但最好是使用無水乙醇以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié))；將兩者混合并攪拌至得到無明顯固液分層的碳黑漿料半成品；再將攪拌后的碳黑漿料半成品置于超聲設(shè)備中進(jìn)行恒溫超聲分散，控制恒溫溫度為20±5°C，分散時(shí)間為30 60分鐘，即可得到分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液；
制備分散穩(wěn)定的單相納米陶瓷懸浮液；將市購納米陶瓷粉(如黑色碳化硅粉、碳化鎢粉、氧化鋁粉等，其平均粒徑為l(T50nm，其中以黑色碳化硅粉為最佳)與乙醇(也可以是乙醇與水的混合溶液，但最好是采用無水乙醇以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié))進(jìn)行混合攪拌，制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 5^1. 5%左右的單相納米陶瓷懸浮液，去掉沉淀部分備用，并計(jì)算出實(shí)際單相納米陶瓷懸浮液中納米陶瓷的實(shí)際的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；制備分散穩(wěn)定的單相納米陶瓷懸浮液時(shí)還可采用球磨、超聲分散等單獨(dú)或復(fù)合方法進(jìn)行，也可參照中國專利ZL200710133580.1的方法進(jìn)行； 制備分散穩(wěn)定的單相納米稀土粉懸浮液時(shí)，將市購納米稀土粉(如氧化鈰、氧化鑭或氧化釔，其平均粒徑為l(T30nm)與乙醇或乙醇與水的混合溶液(但最好是采用無水乙醇以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié))進(jìn)行混合攪拌，制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3-6%左右的單相納米稀土懸浮液，去掉沉淀部分備用，并計(jì)算出實(shí)際單相納米稀土懸浮液中納米稀土的實(shí)際的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；制備分散穩(wěn)定的單相納米稀土懸浮液時(shí)還可采用球磨、超聲分散等單獨(dú)或復(fù)合方法進(jìn)行，也可參照中國專利ZL200710133580.1的方法進(jìn)行；
第二步，市購微米金屬原粉并進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；微米金屬粉的平均粒徑為5(Γ75μπι，可為鐵基、鋁基金屬粉、合金粉等；
第三步，制備三相納米和微米金屬復(fù)合的微金屬粉漿料；可分三種方式進(jìn)行制備
(1)直接將預(yù)處理后的微米金屬粉分別與預(yù)先制備的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液進(jìn)行球磨復(fù)合獲得三相納米和微米金屬復(fù)合的微金屬粉漿料，此時(shí)可按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，先加入按照所需配比稱量好的單相納米稀土粉懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，再加入按照所需配比稱量好的單相納米陶瓷懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，最后加入按照所需配比稱量好的單相納米碳黑懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，獲得碳黑/陶瓷/稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；
(2)先制備雙相納米懸浮液后再與預(yù)處理后的微米金屬粉進(jìn)行球磨復(fù)合獲得三相納米和微米金屬復(fù)合的微金屬粉漿料?？砂凑账枧浔确Q量單相納米稀土懸浮液和所需配比一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑/稀土雙相納米懸浮液；再按照所需配比稱量單相納米陶瓷懸浮液和所需配比一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑/陶瓷雙相納米懸浮液；按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，首先加入已混合均勻的碳黑和稀土雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，然后再加入已混合均勻的碳黑/陶瓷雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；
(3)先制備三相納米懸浮液后再與預(yù)處理后的微米金屬粉進(jìn)行球磨復(fù)合獲得三相納米和微米金屬復(fù)合的微金屬粉漿料。按照所需配比稱 量單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液，將三者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液；再按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，加入已混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；
最后，將所得的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。具體實(shí)施時(shí)，制備單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液時(shí)應(yīng)采用相同的液體介質(zhì)進(jìn)行分散，且最好是采用無水乙醇以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié)。具體實(shí)施時(shí),球磨混合處理參數(shù)可為球磨轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1、球磨時(shí)間為I小時(shí)。具體實(shí)施時(shí),球磨復(fù)合參數(shù)可為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1、球磨時(shí)間為1-3小時(shí)。實(shí)例I。本實(shí)例所用材料納米碳黑粉平均粒徑為18nm，著色強(qiáng)度為135%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% ；納米陶瓷粉為碳化硅粉，其平均粒徑為30nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% ;納米稀土粉為氧化鈰粉，其平均粒徑為20nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4% ;微米金屬粉為NiCoCrAH合金粉，平均粒徑為75 μ m,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93%。采用前述方法第三步中第(3)種方法制備碳黑/陶瓷/稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，相關(guān)參數(shù)為球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘、球料比8:1、球磨時(shí)間為I小時(shí)。經(jīng)掃描電鏡觀察，所制備的微納粉保持微米粉的球狀特征(圖1)，其表面上包覆有大量呈高分散性特征的納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉(圖2)，形成本發(fā)明所述的核殼結(jié)構(gòu)。采用該微納粉所制備的激光熔覆涂層，組織細(xì)小致密，枝晶被打斷、胞化，具有較采用微米粉所制備涂層更好的力學(xué)性能；同時(shí)，在其他激光工藝參數(shù)不變的情況下，采用本發(fā)明所述微納粉獲得優(yōu)良品質(zhì)激光熔覆層所需功率較采用微米粉可降低30%。在相同激光工藝條件下(激光功率1000W，掃描速度5mm/s，光斑直徑2mm)，分別采用本發(fā)明所述微納粉和未加納米粉的微米粉，在厚度為3mm的TC4鈦合金基體制備O. 25mm厚涂層，該涂層主要性能如表I所示。表I實(shí)施例1所述兩種涂層的主要性能
權(quán)利要求
1.一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，其特征是它由質(zhì)量百分比為I 3%納米碳黑粉、O. 5 1. 5%納米陶瓷粉、3 6%納米稀土粉和89. 5^95. 5%微米金屬粉組成，各種組分之和為100% ;納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉以鑲嵌、粘附或化學(xué)鍵結(jié)合中的一種或幾種包覆于微米金屬粉表面，形成一種以微米金屬粉為核、納米碳黑粉和納米陶瓷粉以及納米稀土粉的混合物為殼的核殼結(jié)構(gòu)微納粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，其特征是所述的納米碳黑粉按照ASTMD-3849或GB/T7046-2003標(biāo)準(zhǔn)檢測的著色強(qiáng)度不低于120%，其平均粒徑為 Γ22ηπι ;所述的納米陶瓷粉的平均粒徑為l(T50nm ;所述的納米稀土粉為氧化鋪或氧化鑭，其平均粒徑為l(T30nm ；所述的微米金屬粉的平均粒徑為5(Γ75 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，其特征是所述的納米陶瓷粉為黑色碳化硅粉，以保證所制備金屬微納粉具有好的激光吸收性。
4.一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是它主要包括如下步驟步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；步驟2，按照所需配比稱量單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液，將三者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液；步驟3，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；步驟4，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，加入步驟2中已混合均勻的碳黑和陶瓷以及稀土三相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；步驟5，將所得的微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。
5.一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是它主要包括如下步驟步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；步驟2，按照所需配比稱量單相納米稀土懸浮液和所需配比一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑稀土雙相納米懸浮液；步驟3，按照所需配比稱量單相納米陶瓷懸浮液和所需配比另一半的單相納米碳黑懸浮液，將兩者置于同一容器進(jìn)行球磨混合處理，獲得混合均勻的碳黑陶瓷雙相納米懸浮液；步驟4，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；步驟5，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，首先加入步驟2中已混合均勻的碳黑稀土雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，然后再加入步驟3中已混合均勻的碳黑陶瓷雙相納米懸浮液后進(jìn)行球磨復(fù)合，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米和微米金屬復(fù)合的微納粉漿料；步驟6，將所得微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征是所述的球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1、球磨時(shí)間為1-3小時(shí)。
7.一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉的制備方法，其特征是它主要包括如下步驟步驟1，將市購納米碳黑粉、納米陶瓷粉和納米稀土粉分別制成分散穩(wěn)定的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液；步驟2，將市購微米金屬原粉進(jìn)行球形化預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的微米金屬粉；步驟3，按照所需配比稱量預(yù)處理后的微米金屬粉，先加入按照所需配比稱量好的單相納米稀土粉懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，再加入按照所需配比稱量好的單相納米陶瓷懸浮液球磨復(fù)合O. 5-1小時(shí)，最后加入按照所需配比稱量好的單相納米碳黑懸浮液球磨復(fù)合O.5-1小時(shí)，獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米復(fù)合的微納粉漿料；步驟4，將所得的微納粉漿料置于干燥箱中干燥，即可獲得碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5或7所述的方法，其特征是所述的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液采用相同的液體介質(zhì)分散。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是所述的單相納米碳黑懸浮液、單相納米陶瓷懸浮液和單相納米稀土粉懸浮液均采用無水乙醇作為液體介質(zhì)，以保證所制備微納粉漿料干燥后粉體不板結(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是所述的球磨復(fù)合參數(shù)為球磨轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘、球料比5:1-10:1。
全文摘要
一種碳黑和陶瓷以及稀土三相納米增強(qiáng)的金屬基微納粉，其特征是它由質(zhì)量百分比為1~3%納米碳黑粉、0.5~1.5%納米陶瓷粉、3~6%納米稀土粉和89.5~95.5%微米金屬粉組成，各種組分之和為100%；該微納粉的制備過程，主要包括將三種納米粉制成單相或雙相納米懸浮液、微米金屬粉的球形化預(yù)處理、以納米懸浮液引入納米組分和預(yù)處理后微米金屬粉的球磨復(fù)合和球磨復(fù)合后微納粉漿料的干燥。采用本發(fā)明所制備的激光熔覆涂層，組織細(xì)小致密，枝晶被打斷、胞化，無論室溫耐磨性能還是高溫防護(hù)性能均較未加納米粉時(shí)有較大提高；同時(shí)，該微納粉具有很好的激光吸收率，并能滿足目前激光成形主流技術(shù)——直接送粉式激光成形技術(shù)輸送粉體的要求，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用性和很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B82Y30/00GK103028727SQ20131000600
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者王宏宇, 黎向鋒, 程滿, 袁曉明, 王濤, 許瑞華, 沈清, 趙玉鳳, 鄒承洪 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)