[发明专利]一种石墨烯改性可视耐磨涂层的制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯改性可视耐磨涂层的制备方法，步骤1：称取一定量的碳酸锶（SrCO₃）、氧化铝（Al₂O₃），称取一定量酒精，混合；步骤2：称取一定量氧化石墨烯分散在无水乙醇中超声震荡；步骤3：将氧化铕（Eu₂O₃）和氧化镝（Dy₂O₃）采用稀盐酸溶解；步骤4：实现石墨烯对Dy³⁺/Eu³⁺的改性和成分调控；步骤5：筛选获得粉末粒径约1μm~3μm的石墨烯改性的SrAl₂O₄:Eu³⁺,Dy³⁺粉末；步骤6：获得一定粒度的石墨烯共掺杂Dy³⁺/Eu³⁺的WC‑Co粉体材料；采用热喷涂技术制备石墨烯改性的SrAl₂O₄:Eu³⁺,Dy³⁺共掺杂WC‑Co可视耐磨涂层。采用上述方案，喷涂材料粒度均匀，纯度高，粉末中石墨烯含量高，采用热喷涂技术可制备可视耐磨涂层。

技术领域

本发明属于热喷涂技术制备石墨烯改性的SrAl₂O₄:Eu³⁺,Dy³⁺共掺杂WC-Co可视耐磨涂层技术领域，尤其涉及的是一种石墨烯改性可视耐磨涂层的制备方法。

背景技术

热喷涂制备耐磨涂层是再制造工程应用的主要技术之一，既可以用于新品零件的表面耐磨性能提升，也可以用于失效零件几何尺寸的修复，赋予废旧零件新的生命周期，节省制造新品造成的能源和材料浪费，在航空航天、石化、核电站等高科技工程领域具有广泛的应用潜力。

到目前为止，对再制造零件表面涂层在整机服役过程中一般只有涂层出现大面积点蚀或者剥落失效时才有明显的故障发生，属于“事后判断”。这种失效具有突发性和难以预知性，往往在材料安全系数下服役时就突然发生失效，有可能对设备产生严重的损坏，甚至严重威胁一线操作人员的安全。另外，摩擦过程中涂层受到内部残余应力、外界作用力等导致的涂层发生弹塑性变形、裂纹萌生、扩展、连接以及材料的断裂等微观渐进的累积损伤过程，肉眼根本无法直接观察。因此，发展灵敏度高、有效且能在线监测涂层服役过程中微观损伤过程的可视化监测技术是极其必要的。

目前都是通过利用先进仪器设备检测到的各种信号，进行间接监测工件表面及内部磨损状况，例如声发射、超声振动和机器视觉等技术，但这些监测手段所采用的测试仪器成本相当高，不仅对外界环境的要求高，而且难以实时操作以及测试过程不够直观等方面问题。发光涂层因其直观性可有效应用于指示涂层，20世纪90年代，以SrAl₂O₄：Eu³⁺，Dy³⁺为代表新型稀土离子共激活，通过激发源照射，Eu³⁺，Dy³⁺电子发生从基态至激发态的跃迁，跃迁过程中吸收能量，停止激发后，电子从激发态跃迁回基态会释放能量，从而发光被检测到，目前这种材料以涂覆的形式在消防、建筑、军事等领域得到了广泛的应用，但涂覆层存在结合强度低、涂层易老化失效的问题。目前将发光涂层应用于磨损监测技术，至今鲜有报道。另外，Eu³⁺，Dy³⁺如果应用于涂层中由于在涂层内部激发信号的灵敏度有所下降，会影响其发光特性，有研究表明，氧化石墨烯（GO）是石墨烯的衍生物，其表面含有大量的含氧官能团，石墨烯具有荧光特性的原理正是石墨烯氧化过程中产生的含氧官能团导致π轨道发生缺陷而引起。也有研究证明GO表面含氧官能团会影响荧光强度以及位置的变化。综上分析，采用石墨烯改性Dy ³⁺/Eu³⁺的成分调控和制备可实现增强Dy ³⁺/Eu³⁺应用于可视耐磨涂层中荧光强度弱的难题。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容