專利名稱：嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層及其制備方法，屬于氧化鋁復(fù)合涂層的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鋁可廣泛地用作隔熱涂層、耐高溫涂層、耐磨涂層、絕緣涂層和結(jié)構(gòu)催化劑涂層，針對不同的用途需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男?。?dāng)作為催化劑載體時(shí)，氧化鋁在高溫和有水蒸汽條件下的熱穩(wěn)定性嚴(yán)重影響催化劑使用壽命。在催化領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)材料又稱結(jié)構(gòu)載體也常用于處理高溫、高空速的烴類燃燒和汽車尾氣凈化，這就要求其上涂覆的氧化鋁涂層具有高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性(即氧化鋁與結(jié)構(gòu)材料之間的粘附性)。
目前單一或多組分添加劑的引入是改善氧化鋁熱穩(wěn)定性的重要手段之一。Ozawa 等用浸潰法制備了不同金屬離子(稀土金屬離子La3+，Ce3+，Sm3+，Gd3+，Dy3+，Yb3+，Y3+和堿土金屬離子Ba2+，Sr2+，Ca2+等)摻雜的氧化鋁載體。該改性后的氧化鋁載體經(jīng)過1200°C煅燒后仍能保持較高比表面積，結(jié)果表明稀土和堿土金屬離子的引入均對氧化鋁的熱穩(wěn)定性有良好的改善，其中以La3+效果最佳。在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)采用浸潰法將稀土金屬離子La3+和過渡金屬離子Cu2+同時(shí)引入氧化鋁中，并分別考察了該催化劑對一氧化氮和碳?xì)浠衔锵磻?yīng)性能的影響。結(jié)果表明，Cu2+ =La3+ =Al3+摩爾比為10 5 :200的組成對NO和C3H6的消除均具有良好的催化活性和高溫穩(wěn)定性，但很難避免催化劑各組分之間發(fā)生復(fù)雜的固相反應(yīng)，引起催化劑活性組分之間的聚集或者催化劑熱失活。Kang等分別使用浸潰法和機(jī)械混合法制備了 BaOAl2O3催化劑，均在一定程度上抑制了高溫下Y -Al2O3到a -Al2O3的轉(zhuǎn)變， 有利于穩(wěn)定性的提高。目前，利用添加劑來改性氧化鋁的研究仍普遍采用固相反應(yīng)法和浸潰法，這使得添加劑本身及添加劑和氧化鋁之間分散不均勻，添加劑和氧化鋁之間的相互作用較弱，在后續(xù)高溫煅燒和惡劣的使用條件下易導(dǎo)致?lián)诫s離子流失，甚至遷移聚集形成大的晶粒，從而對氧化鋁穩(wěn)定性改善的程度有限。因此，有必要使用高溫穩(wěn)定的多元復(fù)合型金屬氧化物添加劑來改善摻雜組分的熱穩(wěn)定性，并且通過一種新方法加強(qiáng)添加劑與氧化鋁和結(jié)構(gòu)載體之間的作用，從而提高氧化鋁涂層的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。
目前尚未見到過引入高溫穩(wěn)定的復(fù)合氧化物六鋁酸鹽來改善氧化鋁熱穩(wěn)定性的文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本專利首次提出一種在結(jié)構(gòu)材料上涂覆的嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層的制備方法。六鋁酸鹽是具有較大縱橫比的六方層狀結(jié)構(gòu)，晶體生長的各向異性使得其在高溫下能夠保持高的比表面積和熱穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)簡式AAl12O19中的A位離子可以由堿金屬、堿土金屬或者稀土金屬離子構(gòu)成，Al可以部分被過渡金屬離子(如Cr3+、Mn3+、Fe3+、Co2+、 Ni2+、Cu2+等)同晶取代，從而使其具有高溫催化活性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層及其制備方法，該方法制得的復(fù)合涂層可以加強(qiáng)載體材料與氧化鋁以及與活性組分之間的相互作用，提高氧化鋁涂層的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。其制備方法過程簡單。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層， 其特征在于該復(fù)合涂層的厚度為廣8 Pm，該復(fù)合涂層中六鋁酸鹽的含量為5%飛0%， 氧化鋁的含量為40% 95%，其化學(xué)通式是AhBxCVzDzAl12IO19-Al2O3,其中0彡x彡I， 0彡z彡y彡3，A和B分別代表La3+、Ce3+、Sr2+、Ba2+、Ca2+中的一種；C和D分別代表Cr3+、 Fe3+、Mn3+、Cu2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+ 和 Co2+ 中的一種。
上述的嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于包括以下過程1)結(jié)構(gòu)材料預(yù)處理將結(jié)構(gòu)材料為厚度在0. Orimm的各種形狀的鐵基、鎳基、鈷基、鈦基、鉈基、鈮基或鎢基的合金薄片，先用砂紙打磨以除去表面臟物和增加粗糙度，而后分別放在丙酮溶劑和去離子水中超聲清洗l(Tl20min，洗凈后放入100 g T1H2SO4和100 g L^1NaCl按照體積比為I :1配制的混合液中，在25°C 90°C下酸洗l 10min，再用去離子水洗凈，置于5(Tl50°C 的烘箱中干燥0. 5 6h，隨后以升溫速率I 20°C mirT1升溫至90(Tl30(rC下煅燒2 10h，隨爐冷卻至室溫取出備用；或者將結(jié)構(gòu)材料為蜂窩堇青石，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的草酸中，在25、0°C下處理0. 5^2h后用去離子水超聲清洗，隨后放入6(Tl5(TC烘箱中干燥過夜， 置于干燥器中冷卻備用；2)氧化鋁溶膠制備將去離子水與擬薄水鋁石按質(zhì)量比為7 23 1混合，攪拌Ih后，滴加濃度為Imol L-1 的與去離子水體積比為0. ro. 5 1的硝酸溶液后繼續(xù)攪拌3 7h，得到氧化鋁溶膠；或?qū)⑷ルx子水與異丙醇鋁按質(zhì)量比為6(T120 :1混合后，加熱溫度至5(T10(TC，用濃度為Imol L—1稀硝酸調(diào)節(jié)pH為3. 5 4. 5，攪拌，然后封閉系統(tǒng)，在冷凝回流條件下繼續(xù)攪拌 7 13h，室溫老化12 36h，得到氧化鋁溶膠；或?qū)⑷ルx子水與硝酸鋁按質(zhì)量比為0. 3^3 1混合，在室溫?cái)嚢柘碌渭?. 5^1. 5mol -T1 的氨水，調(diào)節(jié)PH為7. 8^9. 2得到沉淀物，對沉淀物洗滌過濾以去除其中的N03_離子，再將濾餅分散在去離子水中，并在5(T80°C時(shí)滴加0. 5^1. 5mol L—1的硝酸調(diào)節(jié)至pH至3 4，在 85°C密封老化10 24h，得到氧化鋁溶膠；3)結(jié)構(gòu)材料涂覆氧化鋁將步驟I)中經(jīng)過預(yù)處理的金屬結(jié)構(gòu)材料或堇青石結(jié)構(gòu)材料浸沒在步驟2)中制備的一種氧化鋁溶膠中2 10min取出，吹掉表面殘留的過剩氧化鋁溶膠，然后將其置于 10(Tl5(TC烘箱中干燥I 6h，并于馬弗爐中以I 20°C mirT1的升溫速率升到50(T70(TC焙燒0. 5 3h，隨爐溫冷卻至室溫，再將結(jié)構(gòu)材料浸于氧化鋁溶膠中依次按照取出、吹干、干燥、 焙燒的過程重復(fù)進(jìn)行2飛次，直至氧化鋁在結(jié)構(gòu)材料上的負(fù)載量達(dá)到結(jié)構(gòu)材料自身重量的 0. 5 3% ；4)反應(yīng)液配制依據(jù)六鋁酸鹽的通式為AhBxCVzDzAl12IO19，其中0彡1彡1，0彡2彡7彡3，六和8分別代表 La3+、Ce3+、Sr2+、Ba2+、Ca2+ 中的一種；C 和 D 分別代表 Cr3+、Fe3+、Mn3+、Cu2+、Mg2+、Mn2+、 Ni2+和Co2+中的一種；按照[C +D]與[A +B]的摩爾比為(T3 1的比例稱取相應(yīng)的金屬鹽， 稱取摩爾數(shù)為6倍總金屬離子摩爾數(shù)的硝酸銨，將金屬鹽和硝酸銨溶解于去離子水中，配成總金屬離子濃度為0. Ori. 2mol I/1的混合鹽溶液，在攪拌下向該溶液中滴加質(zhì)量濃度為0. r9. 0%的堿液直至pH值達(dá)到5 10，所述堿液為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種；5)六鋁酸鹽原位生長將步驟3)制得的涂有氧化鋁涂層的結(jié)構(gòu)材料放置于步驟4)所制的反應(yīng)溶液中，在 25^150 0C下反應(yīng)2 72h，取出結(jié)構(gòu)材料，用去離子水或pH為7的硝酸銨洗液清洗后，在 5(Tl50°C的烘箱中干燥24h，而后在馬弗爐中以I 10°C .mirT1升溫速率升溫至90(Tl300°C 煅燒2 10h，在金屬或堇青石的結(jié)構(gòu)材料上得到嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)有本復(fù)合涂層采用不外加鋁源并通過使用堿液調(diào)變pH值的方法激活氧化鋁中的Al3+，被激活出的Al3+與反應(yīng)液中其它金屬離子相互作用后在活化位置原位生長六鋁酸鹽得到復(fù)合涂層。該復(fù)合涂層較單一氧化鋁涂層具有更豐富的孔隙，良好的熱穩(wěn)定性及機(jī)械穩(wěn)定性。抗機(jī)械沖擊性能測試表明涂層在5 IOOmin的40KHz/100W超聲波沖擊下，該復(fù)合涂層表現(xiàn)出較單一氧化鋁涂層低的失重率。


圖I為實(shí)施例I和實(shí)施例3所制備的復(fù)合涂層的XRD圖譜。
圖中曲線a為實(shí)施例I制得復(fù)合涂層的XRD圖譜；曲線b為實(shí)施例3制得復(fù)合涂層的XRD圖譜。圖中A代表鑭錳六鋁酸鹽，O代表a-Al203。
圖2為實(shí)施例I制的復(fù)合涂層表面的SEM形貌圖。
圖3為實(shí)施例3制的復(fù)合涂層表面的SEM形貌圖。
圖4為實(shí)施例I、實(shí)施例3和對比例所制備的涂層的抗機(jī)械沖擊能力測試結(jié)果比較圖。
圖中曲線a為對比例所制得的單一氧化鋁涂層的失重率隨超聲沖擊時(shí)間變化曲線；曲線b為實(shí)施例I所制得的復(fù)合涂層的失重率隨超聲沖擊時(shí)間變化曲線；曲線c為實(shí)施例3所制得的復(fù)合涂層的失重率隨超聲沖擊時(shí)間變化曲線。
圖5為實(shí)施例I制的復(fù)合涂層截面的SEM形貌圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I將50片的30mmX IOmmXO. 3mm的FeCrAl合金片，共重I. 782g，用100目和600目砂紙分別縱向打磨4次后，依次用丙酮、水進(jìn)行超聲清洗30min，在60°C于100 g L^1H2SO4和 100 g -L^1NaCl的混合溶液中處理5min，后用去離子水洗凈，并在60°C烘箱中干燥lh，冷卻后置于干燥器中備用。
稱取18g擬薄水鋁石加入270g去離子水中，攪拌Ih后，滴加55mL的Imol七1的硝酸溶液后繼續(xù)攪拌5h制得氧化鋁溶膠。
然后將預(yù)處理過的金屬片懸掛在氧化鋁溶膠中3min后緩慢提出，吹掉表面殘留的過剩氧化鋁溶膠，并用吹風(fēng)機(jī)初步烘干后在120°C烘箱中干燥lh，后在馬弗爐中以 5°C mirT1升溫到500°C中煅燒lh，冷卻取出后再重復(fù)一次此涂覆過程，涂覆兩次后凈增重量為 0. 088g。
稱取硝酸鑭3. 248g,乙酸錳I. 838g和硝酸銨7. 204g溶于150ml去離子水中。在6磁攪拌下往溶液中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的稀氨水直到pH為6后并穩(wěn)定5min。取50片上述涂覆有Al2O3涂層的合金片用線穿引懸掛于調(diào)好pH值的溶液中，然后將瓶移入60°C烘箱中恒溫72h后取出。另稱取硝酸銨7. 204g溶解于150ml去離子水，在磁攪拌下滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的稀氨水直到PH為7。用此溶液和去離子水依次洗滌烘箱中取出的金屬片各10次。 將樣品置于60°C烘箱中懸掛干燥24h，然后在高溫馬弗爐中以2°C mirT1升溫至1100°C煅燒5h，得到嵌入鑭錳六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
對上述制得的樣品進(jìn)行抗機(jī)械沖擊性能測試。測試方法為將少量樣品放在密封的裝有石油醚的燒杯中，然后在40KHz/100W的超聲波清洗儀中振蕩5 lOOmin。每隔一定時(shí)間取出樣品，干燥后測定催化劑的重量損失。
測試結(jié)果如下此涂層的失重率隨著超聲波振動(dòng)時(shí)間的增加而逐漸增大，當(dāng)振動(dòng)時(shí)間超過40min后，失重率基本不再變化，穩(wěn)定在0. 62%。
實(shí)施例2對FeCrAl合金片的預(yù)處理過程同實(shí)施例I。
稱取540g離子水加熱到85°C，攪拌狀態(tài)下，將6g異丙醇鋁加入以上去離子水中， 再滴加稀硝酸至PH為3. 8。在85°C的恒溫下充分?jǐn)嚢枋巩惐间X揮發(fā)。然后封閉系統(tǒng)，在冷凝回流條件下繼續(xù)攪拌10h。室溫老化24h制得氧化鋁溶膠。
氧化鋁涂層的涂覆過程同實(shí)施例I。
稱取硝酸鍶I. 587g，硝酸鎂0. 577g，乙酸錳I. 287g和硝酸銨7. 204g溶于150ml去離子水中。在磁攪拌下往溶液中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %的氨水直到pH為8后并穩(wěn)定5min。取 50片上述涂覆Al2O3涂層的合金片用線穿引懸掛于調(diào)好pH值的溶液中，然后將瓶移入60°C 烘箱中恒溫96h后取出。另稱取硝酸銨7. 204g溶解于150ml去離子水，在磁攪拌下滴加I %的氨水溶液直到pH=7。用此溶液和去離子水依次洗滌烘箱中取出的金屬片各10次。將樣品置于60°C烘箱中懸掛干燥24h，然后在馬弗爐中以1°C mirT1升溫至900°C煅燒10h， 得到嵌入鍶錳六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
實(shí)施例3對FeCrAl合金片的預(yù)處理與氧化鋁涂層制備及涂覆過程同實(shí)施例I。
稱取硝酸鑭1.624g，乙酸錳0. 919g溶于150mL去離子水中配制濃度為0.5 mo I L-1的金屬鹽溶液。稱取碳酸銨15. 712g溶于IOOmL去離子水中配制Imol I/1的溶液。搭反應(yīng)裝置，在500ml四口瓶內(nèi)加入150mL去離子水，在攪拌下同時(shí)滴加鹽溶液以及碳酸銨溶液，并監(jiān)控溶液PH值使其穩(wěn)定于pH為8左右至鹽滴加完，將四口瓶中溶液倒入準(zhǔn)備好的燒杯中。取前處理好的金屬片50片用線穿引懸掛在燒杯中，放入60°C烘箱中恒溫4h 后取出，用去離子水洗滌10次。將樣品置于60°C烘箱中懸掛干燥24h，然后在馬弗爐中以 2V mirT1升溫至1100°C煅燒5h，得到嵌入鑭錳六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
對以上涂層樣品進(jìn)行抗機(jī)械沖擊性能測試，測試條件同實(shí)施例I。
測試結(jié)果如下此涂層的失重率隨著超聲波振動(dòng)時(shí)間的增加而逐漸增大，當(dāng)振動(dòng)時(shí)間超過IOmin后，失重率基本不再變化，穩(wěn)定在0. 27%。
實(shí)施例4復(fù)合涂層制備過程如下JtFeCrAl合金片的預(yù)處理過程同實(shí)施例I。
稱取硝酸鋁7. 503g溶于去離子水配成0. 5mol L—1的溶液，在室溫下邊攪拌邊緩慢的滴加Imol L—1的氨水至pH為9. 2得到沉淀，無需陳化直接用去離子水過濾洗滌去除其中的N03_離子，再將沉淀重新用水分散，并在低于80°C時(shí)滴加稀硝酸至pH為3. 8，在85°C 密封老化24h制得鋁溶膠。
氧化鋁涂層的涂覆過程同實(shí)施例I。
稱取硝酸鑭I. 299g，硝酸鈣0. 177g，乙酸錳0. 643g，硝酸鈷0. 327g溶于150ml去離子水中配制濃度為0. 5 mo I *L_1的溶液。稱取碳酸銨15. 712g溶于IOOml去離子水中配制Imol *L_1的溶液。搭反應(yīng)裝置,在500ml四口瓶內(nèi)加入150ml去離子水,在攪拌下同時(shí)滴加鹽溶液以及碳酸銨溶液，并監(jiān)控溶液PH值使其穩(wěn)定于pH為8左右至鹽滴加完，將四口瓶中溶液倒入準(zhǔn)備好的燒杯中。取前處理好的金屬片50片用線穿引懸掛在燒杯中，放入60°C 烘箱中恒溫IOh后取出，用去離子水洗滌10次。將樣品置于60°C烘箱中懸掛干燥24h，然后在高溫馬弗爐中以10°C min-1升溫至1300°C煅燒2h，得到嵌入鑭錳六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
實(shí)施例5復(fù)合涂層制備過程如下JtFeCrAl合金片的預(yù)處理過程同實(shí)施例I。氧化鋁涂層的制備及涂覆過程同實(shí)施例2。
稱取硝酸鑭I. 624g,乙酸錳0. 919g和硝酸銨3. 602g溶于150ml去離子水中。在磁攪拌下往溶液中滴加1%的氫氧化鈉溶液直到PH為8后并穩(wěn)定5min。取10片實(shí)施例I 中涂覆單一 Al2O3涂層的合金片用線穿引懸掛于調(diào)好pH值的溶液中，然后將瓶移入60°C烘箱中恒溫2h后取出。用去離子水洗滌烘箱中取出的金屬片10次。將樣品置于60°C烘箱中懸掛干燥24h，然后在高溫馬弗爐中以5°C mirT1升溫至1000°C煅燒8h，得到嵌入鑭錳六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
對比例單一 Al2O3涂層制備如下對FeCrAl合金片的預(yù)處理及氧化鋁涂層的涂覆過程同實(shí)施例I。
對以上涂層樣品進(jìn)行抗機(jī)械沖擊性能測試，測試條件同實(shí)施例I。
測試結(jié)果如下單一 Al2O3涂層的失重率隨著超聲波振動(dòng)時(shí)間的增加而逐漸增大， 當(dāng)振動(dòng)時(shí)間超過IOmin后，失重率基本不再變化，穩(wěn)定在0. 76%。
權(quán)利要求
1.一種嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層，其特征在于該復(fù)合涂層的厚度為廣8 Pm，該復(fù)合涂層中六鋁酸鹽的含量為5%飛0%，氧化鋁的含量為409^95%，其化學(xué)通式是 AhBxCy-AAlmOfAlA，其中 O彡X彡 1，0彡 z彡y彡 3，A和 B 分別代表 La3+、Ce3+、Sr2+、 Ba2+、Ca2+ 中的一種；C 和 D 分別代表 Cr3+、Fe3+、Mn3+、Cu2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+ 和 Co2+ 中的一種。
2.一種制備權(quán)利要求I所述的嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層的方法，其特征在于包括以下過程1)結(jié)構(gòu)材料預(yù)處理將結(jié)構(gòu)材料為厚度在0. Orimm的各種形狀的鐵基、鎳基、鈷基、鈦基、鉈基、鈮基或鎢基的合金薄片，先用砂紙打磨以除去表面臟物和增加粗糙度，而后分別放在丙酮溶劑和去離子水中超聲清洗l(Tl20min，洗凈后放入100 g L1H2SO4和100 g L^1NaCl按照體積比為I :1配制的混合液中，在25°C 90°C下酸洗l 10min，再用去離子水洗凈，置于5(Tl50°C 的烘箱中干燥0. 5 6h，隨后以升溫速率I 20°C rniiT1升溫至90(Tl30(rC下煅燒2 10h，隨爐冷卻至室溫取出備用；或者將結(jié)構(gòu)材料為蜂窩堇青石，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的草酸中，在25、0°C下處理0. 5^2h后用去離子水超聲清洗，隨后放入6(Tl5(TC烘箱中干燥過夜， 置于干燥器中冷卻備用；2)氧化鋁溶膠制備將去離子水與擬薄水鋁石按質(zhì)量比為7 23 1混合，攪拌Ih后，滴加濃度為Imol L-1 的與去離子水體積比為0. ro. 5 1的硝酸溶液后繼續(xù)攪拌3 7h，得到氧化鋁溶膠；或?qū)⑷ルx子水與異丙醇鋁按質(zhì)量比為6(T120 :1混合后，加熱溫度至5(T10(TC，用濃度為Imol L—1稀硝酸調(diào)節(jié)pH為3. 5 4. 5，攪拌，然后封閉系統(tǒng)，在冷凝回流條件下繼續(xù)攪拌 7 13h，室溫老化12 36h，得到氧化鋁溶膠；或?qū)⑷ルx子水與硝酸鋁按質(zhì)量比為0. 3^3 1混合，在室溫?cái)嚢柘碌渭?. 5^1. 5mol -T1 的氨水，調(diào)節(jié)PH為7. 8^9. 2得到沉淀物，對沉淀物洗滌過濾以去除其中的N03_離子，再將濾餅分散在去離子水中，并在5(T80°C時(shí)滴加0. 5^1. 5mol L—1的硝酸調(diào)節(jié)至pH至3 4，在 85°C密封老化10 24h，得到氧化鋁溶膠；3)結(jié)構(gòu)材料涂覆氧化鋁將步驟I)中經(jīng)過預(yù)處理的金屬結(jié)構(gòu)材料或堇青石結(jié)構(gòu)材料浸沒在步驟2)中制備的一種氧化鋁溶膠中2 10min取出，吹掉表面殘留的過剩氧化鋁溶膠，然后將其置于 10(Tl5(TC烘箱中干燥I 6h，并于馬弗爐中以I 20°C mirT1的升溫速率升到50(T70(TC焙燒0. 5 3h，隨爐溫冷卻至室溫，再將結(jié)構(gòu)材料浸于氧化鋁溶膠中依次按照取出、吹干、干燥、 焙燒的過程重復(fù)進(jìn)行2飛次，直至氧化鋁在結(jié)構(gòu)材料上的負(fù)載量達(dá)到結(jié)構(gòu)材料自身重量的 0. 5 3% ；4)反應(yīng)液配制依據(jù)六鋁酸鹽的通式為AhBxCVzDzAl12IO19，其中0彡1彡1，0彡2彡7彡3，六和8分別代表 La3+、Ce3+、Sr2+、Ba2+、Ca2+ 中的任何一種；C 和 D 分別代表 Cr3+、Fe3+、Mn3+、Cu2+、Mg2+、 Mn2+、Ni2+和Co2+中的任何一種；按照[C +D]與[A +B]的摩爾比為0 3 1的比例稱取相應(yīng)的金屬鹽，稱取摩爾數(shù)為6倍總金屬離子摩爾數(shù)的硝酸銨，將金屬鹽和硝酸銨溶解于去離子水中，配成總金屬離子濃度為0. Ori. 2mol噸-1的混合鹽溶液，在攪拌下向該溶液中滴加質(zhì)量濃度為0. r9. 0%的堿液直至pH值達(dá)到5 10，所述堿液為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任何一種；5)六鋁酸鹽原位生長將步驟3)制得的涂有氧化鋁涂層的結(jié)構(gòu)材料放置于步驟4)所制的反應(yīng)溶液中，在 25^1500C下反應(yīng)2 72h，取出結(jié)構(gòu)材料，用去離子水或pH為7的硝酸銨洗液清洗后，在 5(Tl50°C的烘箱中干燥24h，而后在馬弗爐中以I 10°C .mirT1升溫速率升溫至90(Tl300°C 煅燒2 10h，在金屬或堇青石的結(jié)構(gòu)材料上得到嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層及其制備方法。該復(fù)合涂層的厚度為1~8μm，涂層中六鋁酸鹽的含量為5%~60%，氧化鋁的含量為40%~95%；制備過程包括對金屬片或堇青石的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行處理；制備鋁溶膠再將結(jié)構(gòu)材料在鋁溶膠中進(jìn)行涂覆制得氧化鋁層；配制金屬鹽溶液；將涂有氧化鋁層的結(jié)構(gòu)材料放入金屬鹽溶液原位生長六鋁酸鹽；再經(jīng)干燥、焙燒后在結(jié)構(gòu)材料基體上得到嵌入六鋁酸鹽的氧化鋁復(fù)合涂層。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)有，該六鋁酸鹽改性的氧化鋁復(fù)合涂層可在高溫環(huán)境中使用，提高氧化鋁涂層熱穩(wěn)定性及粘附性能，并為氧化鋁涂層材料的改性拓寬了思路。
文檔編號C04B41/87GK102531554SQ20121000252
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉源, 張立紅, 李永丹, 陳丹 申請人:天津大學(xué)