一種納米復(fù)合電鍍型耐溫耐磨熱電偶保護(hù)管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量儀表制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合電鍍型耐溫耐磨熱電偶保護(hù)管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用來隔離被測工藝介質(zhì)與熱電偶的套管，防止工藝介質(zhì)對熱電偶的腐蝕和沖刷，更換熱電偶時(shí)不會導(dǎo)致工藝介質(zhì)外泄，現(xiàn)有熱電偶保護(hù)管，一般選用不銹鋼，陶瓷結(jié)構(gòu)保護(hù)管。不銹鋼在1000度情況下氧化十分嚴(yán)重，即是鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到百分之26仍然不能形成保護(hù)層，為了提高其使用溫度，必須采取保護(hù)，陶瓷熱電偶保護(hù)管它的耐溫、耐磨抗氧化能力強(qiáng)，但是它的特有的脆性容易斷勢、它和不銹鋼基體焊性能和連接性能差，決定它在熱電偶保護(hù)管中地位，抗高溫氧化，抗震動(dòng)、抗高溫耐腐性能都非常差，使用效果差，不能滿足現(xiàn)階段緊密儀表的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種性能穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝簡單，使用效果明顯的納米復(fù)合電鍍型耐溫耐磨熱電偶保護(hù)管及其制備方法。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種納米復(fù)合電鍍型耐溫耐磨熱電偶保護(hù)管，其特征在于:包括管體和納米涂層組成，所述的納米涂層由以下組分的原料制成:氧化鈷25-35g、去離子水950-1050g、復(fù)配表面活性齊IJ 8-10g、Ni2S04290-310g、NiCL26H2110_130g、H3B0370_90g、COSO4.7H2045_55g ；
[0006]所述的復(fù)配表面活性劑由天然復(fù)雜型高分子聚合物MZS和非離子表面活性劑聚丙烯酰胺組成，其分分量比為1:1。
[0007]所述的納米涂層原料的優(yōu)選組分為:氧化鈷30g、去離子水1000g、復(fù)配表面活性劑 9g、Ni2S04300g、NiCL26H2120g、H3B0380g、COSO4.7H2050g。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備本發(fā)明納米復(fù)合電鍍型耐溫耐磨熱電偶保護(hù)管的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0009]①、管體預(yù)處理
[0010]a、將管體進(jìn)行表面拋光，然后再用超聲波方法配合乙醇清洗除去管體表面的油，然后用氫氧化鈉溶液再洗，后用清水沖洗表面堿液，再用去離子水清洗；
[0011]b、選用采用120g的NiCL26H2、200ml的鹽酸和100mL的水進(jìn)行混合配制活化處理液，然后直接將步驟a處理后的管體放入其中，用10A/dm2的電流沖擊3分鐘即可；
[0012]②、納米涂層漿料制備
[0013]將納米涂層原料中氧化鈷、去離子水加入球磨機(jī)中，球磨一小時(shí)，然后加入復(fù)配表面活性劑繼續(xù)球磨三小時(shí)，然后加入Ni2S04、NiCL26H2、H3BO3, COSO4.7H20，調(diào)PH為4.5后，繼續(xù)球磨一小時(shí)后靜置，即可；
[0014]③、電鍍
[0015]a、將步驟②制備的漿料放入電鍍槽中，調(diào)節(jié)陰陽面積比為1:2，溫度為45°C，將管體放入其中，通電，按照加工需求的涂層厚度，調(diào)節(jié)電鍍時(shí)間即可；
[0016]b、待步驟a電鍍結(jié)束后，將管體取出，然后進(jìn)行表面清洗，然后在400°C的溫度下熱處理2_3h即可得到。
[0017]本發(fā)明中:
[0018]ZrO2:具有高熔點(diǎn)(2715°C )，膨脹系數(shù)小，耐腐蝕，抗沖刷，理化學(xué)穩(wěn)定性能優(yōu)良。
[0019]陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑:起到對Zr02分散與懸浮在鍍液中的作用，能使ZrO2以單個(gè)微利在鍍液中炫富，更好的發(fā)揮納米效應(yīng)，使得鍍層更加均勻至密。
[0020]Ni2SO4:在電鍍液中起到鎳離子供應(yīng)的作用。
[0021]NiCL26H2:是改善陽極的溶解性，提高導(dǎo)電能力，改善鍍液的分散能力。
[0022]H3BO3:是穩(wěn)定鍍液的PH值，對鍍液起到緩沖作用。
[0023]COSO4.7H20:在鍍液中，提供鈷離子的供應(yīng)。
[0024]納米ZrO2在鎳，鈷合金中彌散均勻能有效阻礙鎳，鈷合金接觸空氣面積、另一方面納米ZrO2對氧氣擴(kuò)散有著較強(qiáng)的阻礙作用，由于ZrO2的加入能使鍍層晶細(xì)、致密性能更好，孔隙率大大降低、同時(shí)加入少量稀土元素釔來穩(wěn)定納米Zr02。在復(fù)合鍍液加入微量稀土化合物鑭來改善鍍液的分散能力和深鍍能、提高電鍍的電流效率同時(shí)增加ZrO2復(fù)合量使鍍層物理、化學(xué)性能大大提高，對析氫反應(yīng)起到催化活性作用，也增強(qiáng)了抗熱震疲勞效果，鍍液中加入Zr02、30g/L能得到鍍層體積分?jǐn)?shù)30%。
[0025]納米Zr02在高溫下能保持穩(wěn)定特點(diǎn)，我們將30匪的ZrO2均勻彌散在鎳鈷合金中，從而形成一種特殊的高溫合金。也能獲得顯著彌散強(qiáng)化效應(yīng)。這些陶瓷金屬氧化物通過強(qiáng)化，阻礙、位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)等因素，從而使合金得到強(qiáng)化作用、使整個(gè)鍍層合金在高溫下其合金強(qiáng)度在接近熔點(diǎn)時(shí)仍然維持具有高溫抗蠕變性能，有著優(yōu)越的高溫抗氧化、抗碳、抗沖刷、抗腐蝕性能。我現(xiàn)在研究并生產(chǎn)的是一種納米ZrO2,鎳，鈷，稀土金屬元素的復(fù)合鍍層，也稱高溫合金，它的厚度視工作環(huán)境而定【厚度可控】。也可以根據(jù)使用環(huán)境來更換不同性質(zhì)納米材料，【納米氧化招，納米氧化鈦，納米金剛石等】復(fù)合電鍍也是一種金屬鑲嵌納米氧化物過程，能改變或調(diào)節(jié)材料的機(jī)械、物理、化學(xué)性能，提供了極大可能性和多樣性。
[0026]納米Zr02在鎳鈷復(fù)合電鍍、鍍層能更好的適合熱電偶保護(hù)管的性能，通過不同環(huán)環(huán)境選用不同的納米材料來滿足特殊環(huán)境的工作，例如:納米ZrO2有抗高溫氧化，抗震動(dòng)、抗高溫耐腐性能，納米金剛石有增強(qiáng)鍍層硬度，耐磨性能比普通鍍鉻提高5-9倍，納米金屬陶瓷氧化物有物理、化學(xué)穩(wěn)定性，在金屬表面應(yīng)用中有著廣闊前景。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明工藝流程簡潔，原料配比合理，使鍍層由非晶體轉(zhuǎn)化成晶體過程、能進(jìn)一步提高鍍層的硬度、抗氧化性能，用納米Zr02電沉積保護(hù)管、能節(jié)約資源、增強(qiáng)特殊環(huán)境一般金屬材料達(dá)不到物理、化學(xué)的要求，為用戶大大節(jié)約成本，使用效果明顯，市場價(jià)值高，便于推廣及使用，本發(fā)明生產(chǎn)的保護(hù)管既耐高溫又要耐沖刷即耐磨，特別適合于諸如水泥廠水泥窯等一些既有高溫又沖刷嚴(yán)重的場所使用。
【附圖說明】
[0028]圖1為不銹鋼保護(hù)管、陶瓷保護(hù)管，鎳基高溫合金保護(hù)管和本發(fā)明制備的保護(hù)管承受的最尚溫度對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]①、管體預(yù)處理
[0032