本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種鋁包覆鈦復(fù)合合金粉的制備方法。
背景技術(shù):
鈦金屬是一種高強度、質(zhì)量輕的金屬材料,并且儲量豐富,在航空航天,生物關(guān)節(jié)、牙科等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用,適用于粉末冶金、3D打印等加工技術(shù)。球形鈦粉的制備工藝已成為國內(nèi)外研究和開發(fā)的熱點。但鈦粉在進行粉末冶金或者3D打印時,通常會遇到難以儲存的問題,而Al在空氣中容易生成一種薄層鈍化膜,阻止進一步氧化,同時鈦鋁二元系金屬間化合物具有密度較小,高比強度、高比剛度、耐蝕、耐磨、耐高溫的優(yōu)點,正在成為當(dāng)代航空航天工業(yè)、民用工業(yè)等領(lǐng)域的優(yōu)秀候選結(jié)構(gòu)材料之一,因而研究出一種適合工業(yè)應(yīng)用,同時又利于存儲,抗氧化性強的合金材料有很重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了鋁包覆鈦復(fù)合合金粉的制備方法。
本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括:
一種鋁包覆鈦復(fù)合合金粉的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)選擇濃度為0.1-0.13mol/L的鈦鹽溶液,加入陽離子表面活性劑得到混合液A,陽離子表面活性劑為體積比為氯化苯甲烷銨:C15三甲基溴化銨=1:3的混合物,加熱到40-60℃并超聲波攪拌5-10min備用;
2)往前述溶液中加入氨水調(diào)節(jié)其PH為6-7得到混合液B;
3)逐滴加入濃度為0.08mol/L的葡萄糖,加入體積為混合液B體積的1/4-1/6,得到混合液C,加熱溫度到80-100℃,在超聲攪拌條件下反應(yīng)10-15min;
4)將反應(yīng)后的混合液C以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離10分鐘,將分離后的沉淀物用去離子水洗滌3-4次,得到包含Ti粉的懸浮液D;
5)將步驟4所得到的懸浮液D重新加入8L去離子水中,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP),再次加入陽離子表面活性劑得到混合液E,隨后加熱到40-60℃并超聲波攪拌15-20min;
6)加入濃度為0.12mol/L的水合肼,加入體積為混合液E體積的1/4-1/6,得到混合液F,隨后在繼續(xù)超聲攪拌的條件下加熱到120-160℃;
7)將0.13mol/L的鋁鹽溶液并加入到步驟6)的混合液F中,得到混合液G反應(yīng)10-20min,
8)混合液G以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離10分鐘,將分離后的沉淀物用去離子水洗滌3-4次,在100-120℃下緩慢干燥30min,得到鋁包覆鈦復(fù)合合金粉。
所述鈦鹽和鋁鹽為硝酸鹽或氯化物。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于:采用化學(xué)還原法,首先制備了出鈦粉,隨后經(jīng)過再分散,二次還原,制備表面包覆有鋁的鈦粉,在運輸和存儲過程中,鋁表面易生成抗氧化的鈍化薄膜,阻止了進一步氧化,而在進行3D打印時,可以使用直接該復(fù)合粉鈦鋁合金進行加工,保持了合金的優(yōu)異性能,同時由于鋁熔點較低,可以以較低的激光功率首先融化鋁元素,隨后鋁元素與鈦反應(yīng)生成鈦鋁合金,降低了加工溫度。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1:
一種鋁包覆鈦復(fù)合合金粉的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)將1.5mol的TiCl4溶解于10L去離子水,配置成TiCl4水溶液,加入陽離子表面活性劑得到混合液A,陽離子表面活性劑為體積比為氯化苯甲烷銨:C15三甲基溴化銨=1:3的混合物,加熱到40-60℃并超聲波攪拌5-10min備用;
2)往前述溶液中加入氨水調(diào)節(jié)其PH為6-7得到混合液B;
3)逐滴加入濃度為0.08mol/L的葡萄糖,加入體積為混合液B體積的1/4-1/6,得到混合液C,加熱溫度到80-100℃,在超聲攪拌條件下反應(yīng)10-15min;
4)將反應(yīng)后的混合液C以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離10分鐘,將分離后的沉淀物用去離子水洗滌3-4次,得到包含Ti粉的懸浮液D;
5)將步驟4所得到的懸浮液D重新加入8L去離子水中,加入K值為30的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),再次加入陽離子表面活性劑得到混合液E,隨后加熱到40-60℃并超聲波攪拌15-20min;
6)加入濃度為0.12mol/L的水合肼,加入體積為混合液E體積的1/4-1/6,得到混合液F,隨后在繼續(xù)超聲攪拌的條件下加熱到120-160℃;
7)將0.3mol的AlCl3溶解于1.78L去離子水,配置成AlCl3水溶液,并加入到步驟6)的混合液F中反應(yīng)10-20min得到混合液G,
8)混合液G以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離10分鐘,將分離后的沉淀物用去離子水洗滌3-4次,在100-120℃下緩慢干燥30min,得到鋁包覆鈦復(fù)合合金粉。
實施例2:
采用Ti和Al的硝酸鹽取代實施例1中的氯化物,同時采用陰離子表面活性劑取代陽離子表面活性劑,其他工藝參數(shù)與實施例1相同。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。