[发明专利]一种提高钛基材料表面性能的方法

摘要

一种提高钛基材料表面性能的方法，在无水环境中，利用水热高压，并在GO自带官能团作用下吸附Ti离子，并在后期焙烧中得到GO@TiO₂（锐钛型）。所得粉末与Ti粉，Si粉以及余量的细铁粉同丙三醇一定比例调节混合得到胶黏态的混合粉末。将钛板用砂纸打磨，并将胶黏态混合粉末均匀涂抹于基体面。再用火焰枪快速均匀预烧结粉末于基体表面。后在气体氛围中利用激光熔覆对材料进行处理。在正确的工艺参数作用下得到熔覆材料。本发明钛板表面熔覆材料摩擦系数较小并兼具了表面硬度高等特点，同时，该技术具有简单、安全、低成本易于操作和可控等优点。

主权项

1.一种提高钛基材料表面性能的方法，其特征是包括以下步骤：/n(1)将氧化石墨烯在分析纯乙醇中超声预分散1～2h，温度为室温，全程控制无水汽；体积比严格控制在0.5～0.8：50；/n(2)将步骤(1)预处理后的氧化石墨烯分散液倒入丙三醇和钛酸四异丙酯组成的前驱液中密封，并再次超声处理0.5～1.5h；其中，丙三醇与钛酸四异丙酯体积比为10:0.5～1.5；/n(3)把步骤(2)的前驱悬浊液导入水热反应釜中，其中悬浊液体积占反应釜溶积25％～60％；再放入反应炉中加热，以2～4℃/min升温至60～120℃，保温1～2h，再以2～3℃/min升温至165～170℃后，保温10～15h；取出，反应釜密封空冷；/n(4)把步骤(3)所得溶体取出，离心处理，并通过倒入分析纯乙醇多次离心至溶体无色，转速控制在9000～16000rpm；全程密封保证无水汽；/n(5)把步骤(4)得到的混合粉末真空烘干，然后在氩气保护下400～450℃中焙烧，时间控制在1～3h；可得到表面具有针状锐钛型氧化钛涂层的氧化石墨烯；/n(6)把步骤(5)所得粉末放入烧杯中，加入钛粉、细铁粉、细硅粉，并加入丙三醇，其中，硅粉控制为粉末总质量的4～9％，钛粉控制为粉末总质量的5～7％，尺寸控制为5～10μm，氧化石墨烯为粉末质量的5～7.5％，余量为铁粉，尺寸控制为4～8μm；丙三醇为总体积比的3～6％，处理全程无水汽，并接着用超声处理1～3h；得到胶黏态的混合粉末；/n(7)将钛板用1500～2000#砂纸打磨，酒精清洗烘干；然后将把步骤(6)所得胶黏态混合粉末均匀涂抹于钛材表面，预制厚度控制为0.6～1.0mm；再用火焰枪快速均匀预烧结粉末于基体表面；/n(8)把步骤(7)所得钛板材料放入氩气保护箱中，钛板固定于底部有高能超声的钛合金板材上并用夹具固定；/n(9)再利用激光熔覆技术对材料进行处理；其工艺参数控制为：激光功率为1.2～2.0kW，扫描速度为4～8mm/s，光斑直径为4～7mm；熔覆过程中，高能超声协同进行，其功率控制为0.3～1.4kW 的间断超声；步骤(3)所述的水热反应釜内衬为聚四氟乙烯。/n