一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是：它由质量百分比为1~3%纳米碳黑粉、0.5~1.5%纳米陶瓷粉、3~6%纳米稀土粉和89.5~95.5%微米金属粉组成，各种组分之和为100%；该微纳粉的制备过程，主要包括将三种纳米粉制成单相或双相纳米悬浮液、微米金属粉的球形化预处理、以纳米悬浮液引入纳米组分和预处理后微米金属粉的球磨复合和球磨复合后微纳粉浆料的干燥。采用本发明专利技术所制备的激光熔覆涂层，组织细小致密，枝晶被打断、胞化，无论室温耐磨性能还是高温防护性能均较未加纳米粉时有较大提高；同时，该微纳粉具有很好的激光吸收率，并能满足目前激光成形主流技术——直接送粉式激光成形技术输送粉体的要求，具有很强的工程实用性和很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属基微纳粉及其制备方法，尤其是一种三相纳米增强的金属基微纳粉及其制备方法，具体地说是一种。
技术介绍
近年来,一种构建介观(微纳米级)新物质的技术---微纳米颗粒复合技术，引起了国内外专家学者的重视。微纳米颗粒复合技术，是将纳米颗粒包覆于微米颗粒表面或使其弥散分布在微米颗粒中制备具有微纳协同多功能效应微纳复合粉体的技术。众所周知，微纳粉中的纳米颗粒除细化组织提高材料力学性能外，主要起改善材料功能特性的作用。纳米碳黑粉，是一种具有优异光谱吸收性能的黑色纳米粉体，同时还具有良好的减磨效果；纳米陶瓷粉，具有突出的抗磨作用和显著改善材料高温性能的效果；纳米稀土粉，则具有特有的稀土活性元素效应，能有效净化熔池、改善界面润湿性等。若能将上述三种纳米粉有效地与微米金属粉复合，将制备出一种具有多功能特性的优质粉体材料。然而，现有国内外相关研究多集中于单相纳米增强微纳粉，这可能与其研究领域所需解决问题的要求或是制备技术尚不够成熟有关。专利技术人自2006年开始致力于微纳米颗粒复合技术的理论研究和应用研究，先后提出了一种纳米陶瓷/微米金属复合粉体的机械制备方法(ZL 200710024996. X)、可直接送粉的高效微纳复合粉体的球磨制备方法(申请号201210227702. 4)等方法，为制备出多相纳米增强的金属基微纳粉这类具有多功能特性的优质粉体材料奠定 了较好的前期基础。据专利技术人所知，到目前为止，尚未有一种碳黑/陶瓷/稀土三相纳米增强的金属基微纳粉及其制备方法可供使用，极大地限制了具有优异功能特性的纳米粉体材料在工程实践中更广泛的应用。专利技术内容本专利技术的目的是专利技术一种，从而推动具有优异功能特性的纳米粉体材料在工程实践中更广泛的应用。本专利技术的技术方案之一是 一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是它由质量百分比为I 3%纳米碳黑粉、O. 5 1. 5%纳米陶瓷粉、3 6%纳米稀土粉和89. 5^95. 5%微米金属粉组成，各种组分之和为100% ;纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳黑粉和纳米陶瓷粉以及纳米稀土粉的混合物为壳的核壳结构微纳粉。所述纳米碳黑粉，其特征是该纳米碳黑粉按照ASTMD-3849或GB/T 7046-2003标准检测的着色强度不低于120%，其平均粒径为 Γ22ηπι。所述纳米陶瓷粉其平均粒径为l(T50nm。所述纳米陶瓷粉最好为黑色碳化硅粉，以保证所制备金属微纳粉具有好的激光吸收性。所述纳米稀土粉，其特征是纳米稀土粉为氧化铈或氧化镧，其平均粒径为10 30nmo所述的微米金属粉的平均粒径为5(Γ75μπι。微米金属粉为激光融覆中使用的铝基、镍基、铁基或钛基金属粉。本专利技术的技术方案之二是 一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉的制备方法，其特征是它主要包括如下步骤 步骤1，将市购纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉分别制成分散稳定的单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液； 步骤2，按照所需配比称量单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液，将三者置于同一容器进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米悬浮液； 步骤3，将市购微米金属原粉进行球形化预处理，获得预处理后的微米金属粉； 步骤4，按照所需配比称量预处理后的微米金属粉，加入步骤2中已混合均匀的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米悬浮液后进行球磨复合，获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米和微米金属复合的微纳粉浆料； 步骤5，将微纳粉浆料置于干燥箱中干燥，即可获得碳黑/陶瓷/稀土三相纳米增强的金属基微纳粉。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液采用相同的液体介质。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液均最好采用无水乙醇作为液体介质，以保证所制备微纳粉浆料干燥后粉体不板结。所述球磨混合处理参数为球磨转速为500转/分钟、球料比5:1、球磨时间为I小时。所述球磨复合参数为球磨转速为100-300转/分钟、球料比5:1-10:1、球磨时间为1-3小时。本专利技术的技术方案之三是 一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉的制备方法，其特征是该方法主要包括如下步骤 步骤1，将市购纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉分别制成分散稳定的单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液；步骤2，按照所需配比称量单相纳米稀土悬浮液和所需配比一半的单相纳米碳黑悬浮液，将两者置于同一容器进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳黑/稀土双相纳米悬浮液；步骤3，按照所需配比称量单相纳米陶瓷悬浮液和所需配比一半的单相纳米碳黑悬浮液，将两者置于同一容器进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳黑/陶瓷双相纳米悬浮液；步骤4，将市购微米金属原粉进行球形化预处理，获得预处理后的微米金属粉； 步骤5，按照所需配比称量预处理后的微米金属粉，首先加入步骤2中已混合均匀的碳黑和稀土双相纳米悬浮液后进行球磨复合，然后再加入步骤3中已混合均匀的碳黑/陶瓷双相纳米悬浮液后进行球磨复合，获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米和微米金属复合的微纳粉浆料； 步骤6，将微纳粉浆料置于干燥箱中干燥，即可获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液采用相同的液体介质。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液均最好采用无水乙醇作为液体介质，以保证所制备微纳粉浆料干燥后粉体不板结。所述球磨混合处理参数为球磨转速为500转/分钟、球料比5:1、球磨时间为I小时。所述球磨复合参数为球磨转速为100-300转/分钟、球料比5:1-10:1、球磨时间为1-3小时。本专利技术的技术方案之四是 一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉的制备方法，其特征是该方法主要包括如下步骤 步骤1，将市购纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉分别制成分散稳定的单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液； 步骤2，将市购微米金属原粉进行球形化预处理，获得预处理后的微米金属粉； 步骤3，按照所需配比称量预处理后的微米金属粉，先加入按照所需配比称量好的单相纳米稀土粉悬浮液球磨复合O. 5-1小时，再加入按照所需配比称量好的单相纳米陶瓷悬浮液球磨复合O. 5-1小时，最后加入按照所需配比称量好的单相纳米碳黑悬浮液球磨复合O.5-1小时，获得碳黑/陶瓷/稀土三相纳米和微米金属复合的微纳粉浆料； 步骤4，将微纳粉浆料置于干燥箱中干燥，即可获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液采用相同的液体介质。所述单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液均最好采用无水乙醇作为液体介质，以保证所制备微纳粉浆料干燥后粉体不板结。所述球磨复合参数为球磨转速为100-300转/分钟、球料比5:1-10:1。本专利技术的有益效果 (I)采用本专利技术所述碳黑/陶瓷/稀土三相纳米增强的金属基微纳粉所制备的激光熔覆涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是：它由质量百分比为1~3%纳米碳黑粉、0.5~1.5%纳米陶瓷粉、3~6%纳米稀土粉和89.5~95.5%微米金属粉组成，各种组分之和为100%；纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳黑粉和纳米陶瓷粉以及纳米稀土粉的混合物为壳的核壳结构微纳粉。
【技术特征摘要】
1.一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是它由质量百分比为I 3%纳米碳黑粉、O. 5 1. 5%纳米陶瓷粉、3 6%纳米稀土粉和89. 5^95. 5%微米金属粉组成，各种组分之和为100% ;纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉以镶嵌、粘附或化学键结合中的一种或几种包覆于微米金属粉表面，形成一种以微米金属粉为核、纳米碳黑粉和纳米陶瓷粉以及纳米稀土粉的混合物为壳的核壳结构微纳粉。2.根据权利要求1所述的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是所述的纳米碳黑粉按照ASTMD-3849或GB/T7046-2003标准检测的着色强度不低于120%，其平均粒径为 Γ22ηπι ;所述的纳米陶瓷粉的平均粒径为l(T50nm ;所述的纳米稀土粉为氧化铺或氧化镧，其平均粒径为l(T30nm ；所述的微米金属粉的平均粒径为5(Γ75 μ m。3.根据权利要求1或2所述的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉，其特征是所述的纳米陶瓷粉为黑色碳化硅粉，以保证所制备金属微纳粉具有好的激光吸收性。4.一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉的制备方法，其特征是它主要包括如下步骤步骤1，将市购纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉分别制成分散稳定的单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液；步骤2，按照所需配比称量单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液，将三者置于同一容器进行球磨混合处理，获得混合均匀的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米悬浮液；步骤3，将市购微米金属原粉进行球形化预处理，获得预处理后的微米金属粉；步骤4，按照所需配比称量预处理后的微米金属粉，加入步骤2中已混合均匀的碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米悬浮液后进行球磨复合，获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米和微米金属复合的微纳粉浆料；步骤5，将所得的微纳粉浆料置于干燥箱中干燥，即可获得碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉。5.一种碳黑和陶瓷以及稀土三相纳米增强的金属基微纳粉的制备方法，其特征是它主要包括如下步骤步骤1，将市购纳米碳黑粉、纳米陶瓷粉和纳米稀土粉分别制成分散稳定的单相纳米碳黑悬浮液、单相纳米陶瓷悬浮液和单相纳米稀土粉悬浮液；步骤2，按照所需配比称量单相纳米稀土悬浮液和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏宇，黎向锋，程满，袁晓明，王涛，许瑞华，沈清，赵玉凤，邹承洪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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