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技术资料

由湿式加压氢还原法制备的金属镍包石墨镀层的均匀性更优

时间:2022-03-03浏览次数:1019

金属镍包石墨材料是一类具有核-壳结构的复合颗粒材料,它不仅保持了金属镀层和被包覆颗粒各自的主要特点,还通过复合效应表现出各组分相互作用而产生的优良的综合性能,金属镍包石墨在冶金、机械、航空等诸多领域都有应用.其中,Ni/C 微颗粒是应用较早的一类镍包覆粉体材料,集金属镍的抗腐蚀性、韧性等特性与石墨的固体润滑性好、热膨胀系数低等诸多优点于一身,在金属镍包石墨材料中占有重要地位,直到现在仍然得到广泛关注和使用.目前,有许多方法用于制备Ni/C颗粒材料,如化学气相沉积法凹、溶胶凝胶法0、化学镀法四、湿式加压氢还原法间等.其中湿式加压氢还原法设备简单,经济可行,生产规模及化学成分可控性强,是目前已经实现工业规模生产镍包石墨颗粒材料的制备方法.


金属镍包石墨镀层的均匀性是湿式加压氢还原法制备N/C复合材料过程中非常重要的研究内容.这里所指的“镀层均匀性”是广义的,包括镀层在被镀覆表面上的分布情况及镀层的性能差异,如镀层与被镀覆表面的结合强度、镀层厚度、致密度(孔隙率)、平整度等.镀层均匀性对于核-壳结构复合颗粒材料的性能有非常重要的影响,进而影响材料的使用效果,因此对NiC颗粒镀层均匀性进行研究十分必要.

金属镍包石墨湿式加压氢还原法制备Ni/C过程中,影响镀层均匀性的因素复杂繁多.有关动力学因素如反应温度、原料配比、添加剂等对镀层均匀性的影响研究较多10-12],

核心颗粒的表面状况同及包覆次数(B]对镀层的影响也有报道.但对于核心颗粒的粒度分散性及H2 传质过程对石墨表面镍镀层镀覆效果的影响还未见有细致深入的报道.核心颗粒本身有一定粒度分散性,在原料配比一定的情况下,不同大小的核心颗粒同时参与包覆应,镀层厚度会变化14.然而,核心颗粒的这种粒度分散性对镀层厚度影响的规律性目前还不清楚.另外,有关H2传质对包覆型颗粒材料镀层镀覆效果的影响多集中于单一-搅拌方式下搅拌强度、H2分压的研究11,而对不同搅拌方式及强度下H2传质对镀层均匀性的差异性影响研究得很少.因此,深入研究核心颗粒的粒度分散性及H2传质对金属镍包石墨表面镍镀层镀覆效果的影响,对进一步认识Ni/C复合材料的包覆过程及机理具有重要意义.

镍包石墨复合粉是采用化学还原的方法在石墨核心粉末的表面包覆一层金属镍而形成的一种包覆型复合粉末材料。镍包石墨复合粉材料,既有石墨优越的润滑性能,同时也具有金属的良好的导电性、导热性。采用化学还原的制备方法镍包石墨复合粉包覆层均匀,分散性好,具有特殊的物理和化学性能,是一种新型的复合粉末材料。

镍包石墨复合粉采用化学还原方法制备,作为热喷涂涂层材料时,表面包覆的金属镍可防止在喷涂过程中由于高温导致石墨氧化造成损失,同时还可以提高复合材料与基体的结合强度;作为粉末冶金材料,可以增加石墨润滑组分与基体的润湿性,使得石墨能够均匀分布在金属基体相中,提高材料的综合性能。根据包覆工艺和热喷涂工艺的特点,镍的包覆量一般分为60%、75%和80%,其中60%镍包覆量一般用于封严涂层材料的制备。


型号 Ni/C 粒径 D50(μm) 振实密度 形状
YB-901E 60/40 120 120 1.4-1.6 椭圆
YB-902E 60/40 120 115 1.4-1.6 片状
YB-903E 60/40 140 60 1.2-1.5 椭圆
YB-904E 60/40 350 30 1.2-1.5 椭圆
YB-905E 65/35 150 75 1.2-1.5 片状
YB-906E 75/25 300 50 1.1-1.4 片状
YB-907E 75/25 350 30 1.1-1.4 片状


电磁屏蔽和吸波材料方面,镍包石墨复合粉是一种重要的导电填料,镍粉具有良好的导磁综合性能,但存在密度大、成本高的问题;采用镍包石墨复合粉代替镍粉作为导电填料不仅导电导磁性能优良,而且密度小,还可显著降低材料成本,因此在镍包石墨复合粉作为电磁屏蔽、吸波材料等具有广阔应用前景。

随着热喷涂技术的发展,镍包石墨复合粉还是一种重要的功能涂层材料,用该粉末制备的喷涂涂层,在滑动摩擦的磨合及运转中,由包覆层金属镍提供对基体的良好结合强度和所需要的机械性能,而石墨则作为固体润滑剂,使得涂层具有良好的润滑性能以及可磨耗性,因而镍包石墨复合粉作为涂层材料还可用于发动机压气机低温部件喷涂可磨耗封严涂层、无润滑空压机用自润滑涂层、有机溶剂输送泵用自润滑涂层等。

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