[发明专利]一种碳纳米管强化热喷涂涂层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述碳纳米管强化热喷涂涂层为97-98.5wt%Ni/Al合金和1.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.2-0.6mm或者为97-98.5wt%Ni/Al₂O₃粉末和1.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.4-0.7mm或者为含有前述两种涂层的复合涂层，涂层厚度为0.6-1.3mm；

其中，所述碳纳米管经过如下处理：先将碳纳米管与浓硝酸和浓硫酸的混酸混合，浓硝酸和浓硫酸的体积比为3:1，碳纳米管与混酸混合后加热至75-85℃，加热时间为6-8h，然后过滤、清洗至pH=6-7，120-150℃烘干，烘干后超声分散0.5-1h，过滤、烘干；最后进行敏化、活化、镀镍包覆球化处理，得到镀镍碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述涂层为97-97.5wt%Ni/Al合金和2.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.2-0.4mm或者为97-97.5wt%Ni/Al₂O₃粉末和2.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.4-0.5mm或者为含有前述两种涂层的复合涂层，涂层厚度为0.6-0.9mm。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述涂层为97wt%Ni/Al合金和3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.3mm或者为97wt%Ni/Al₂O₃粉末和3wt%碳纳米管组成的涂层，涂层厚度为0.5mm或者为含有前述两种涂层的复合涂层，涂层厚度为0.7mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述Ni/Al合金中Ni含量为75-85wt%，Al含量为15-25wt%；所述Ni/Al₂O₃粉末中Ni的含量为75-85wt%，Al₂O₃的含量为15-25wt%。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述Ni/Al合金中Ni含量为78-82wt%，Al含量为18-22wt%；所述Ni/Al₂O₃粉末中Ni的含量为77-83wt%，Al₂O₃的含量为17-23wt%。

6.根据权利要求5所述的碳纳米管强化热喷涂涂层，其特征在于，所述Ni/Al合金中Ni含量为80wt%，Al含量为20wt%；所述Ni/Al₂O₃粉末中Ni的含量为80wt%，Al₂O₃的含量为20wt%。

7.制备权利要求1-6中任一项所述的碳纳米管强化热喷涂涂层的方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）碳纳米管前处理：先将碳纳米管与浓硝酸和浓硫酸的混酸混合，浓硝酸和浓硫酸的体积比为3:1，碳纳米管与混酸混合后加热至75-85℃，加热时间为6-8h，然后过滤、清洗至pH=6-7，120-150℃烘干，烘干后超声分散0.5-1h，过滤、烘干，最后进行敏化、活化、镀镍包覆球化处理，得到镀镍碳纳米管；

（2）喷涂粉末制备：按照前述配比在Ni/Al合金或/和Ni/Al₂O₃粉末中添加经过上述处理的碳纳米管，并进行球磨混粉处理，制备喷涂粉末；

（3）热喷涂：喷涂前先用火焰对工件表面进行预热，再进行热喷涂，若涂层为97-98.5wt%Ni/Al合金和1.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，热喷涂的涂层厚度为0.2-0.6mm；若涂层为97-98.5wt%Ni/Al₂O₃粉末和1.5-3wt%碳纳米管组成的涂层，热喷涂的涂层厚度为0.4-0.7mm；若涂层为含有前述两种涂层的复合涂层，热喷涂的涂层厚度为0.6-1.3mm；

（4）涂层后处理：对喷涂好的涂层进行表面加工处理。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中碳纳米管与浓硝酸和浓硫酸的混酸混合的比例为：1g碳纳米管对应30-50ml混酸。