[发明专利]一种纳米CeO2

说明书

本发明公开了一种纳米CeO₂增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法，包括如下步骤：步骤SS1：纳米微粒和基体表面预处理；步骤SS2：制备复合镀层。本发明通过在纳米CeO₂微粒进行C化包覆处理，然后利用高能超声制备技术，得到均匀的纳米CeO₂/Zn‑4.5％Al‑RE‑Mg‑Ti复合镀层，利用纳米CeO₂的提供氧空位和变价作用，减缓基体腐蚀，提高复合层的耐蚀性能；引入式高能超声场的振幅为53.41μm，声强达到了1.30×10⁶W/m²，声压幅值为7.58MPa。本申请效率高、能耗低，得到均匀的纳米复合镀层，耐蚀性能优异，便于在后期钢铁材料防腐蚀方面的应用。

技术领域

本发明涉及一种纳米CeO₂增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法，属于金属基纳米复合材料的制备和耐蚀性应用技术领域。

背景技术

锌铝合金作为一种防腐蚀材料，主要用于钢铁表面保护材料，与纯锌和纯铝镀层相比较，其涂或镀后具有粘附性强，耐磨性和抗腐蚀性更好，工艺简单和成本低等特点，对钢铁的减蚀延寿、节能节材起着不可估量和不可替代的作用，广泛地用于电力、通讯、建筑、轻工、交通、石化等行业。但是随着科学技术和现代工业的发展，大气中SO₂、H₂S、NO、CO₂等有害气体的浓度逐年上升，由此造成的酸雨加剧了露天服役钢铁镀层材料的腐蚀速率，极大地降低了产品的使用寿命，增加了更换、维修等建设费用。此外，随着西部大开发战略的深入实施，普通的热镀锌产品已经满足不了使用需要。镀锌钢铁制品除遭受环境腐蚀外，在使用、运输和储存过程中会发生磨损或磨蚀。为此，耐蚀性能、力学性能更优的新型锌铝基热镀层材料亟待开发。

纳米CeO₂是一种廉价而用途广泛的轻稀土氧化物，多为球形颗粒，松装密度0.8～1.1g/cm³，且其晶型单一(萤石型)，Ce的配位数为8，O的配位数为4，并具有高热稳定性、耗氧-释氧性能、良好的电化学性能和光学性能等优点，作为一种典型的轻稀土氧化物已被广泛用于防腐涂层、SOFCS电极、光催化剂、燃料电池粒子薄膜等方面。用陶瓷粒子增强的金属基复合材料既可以发挥粒子自身的特性及粒子间的协同效应，又具有金属材料本身的优点，使得它们在力学、电化学和耐腐蚀等方面呈现出常规材料不具备的特性。针对热镀层材料在应用时厚度仅为几十微米，陶瓷增强体必须限制在几十纳米的范围。因此提出研发纳米粒子增强的锌基复合材料，改善其耐蚀性能，有望成为新一代高耐蚀耐磨热镀层材料。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决上述技术问题，本发明涉及一种金属基纳米复合材料的制备工艺，提供一种纳米CeO₂增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法，便于在耐腐蚀、耐摩擦磨损方面的应用。

本发明具体采用如下技术方案：一种纳米CeO₂增强ZnAl基复合材料耐蚀性能的方法，包括如下步骤：

步骤SS1：纳米微粒和基体表面预处理；

步骤SS2：制备复合镀层。

作为一种较佳的实施例，所述步骤SS1中的纳米微粒预处理具体包括：

将丙酮300ml和表面活性剂8ml置于烧杯中，并在功率1kW、频率20kHz的超声作用下混合40～60min；

然后将烘干的5g～10g纳米CeO₂粉末逐渐加入上述混合液中，并继续超声搅拌1～3h后，静置沉淀，倒掉上层清液；

最后将剩余物置于烘箱中在60～75℃下通风烘干、碾碎成粉待用。

作为一种较佳的实施例，所述步骤SS1中的基体表面预处理具体包括：

将钢基体经过打磨去除毛刺、碱液除油、稀硫酸活化，去除表面氧化物，备用。