[发明专利]一种电泳-电解复合电沉积制备陶瓷复合涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学沉积技术和陶瓷复合材料的制备技术，特别涉及一种电泳-电解复合电沉积制备陶瓷复合涂层的方法。

背景技术

近年来，电化学沉积技术在制备先进陶瓷材料和涂层材料方面由于其独特的制备特点无论在学术研究还是工业应用方面都受到了极大地重视并得到了广泛的研究（Van der Biest OO,Vandeperre L J,Electrophoretic deposition of materials.Annual Review of Materials Science,29(1999)327–352）。电沉积法可以实现从纳米尺寸到微米尺寸的多种功能薄膜或涂层的制备，如金属化合物半导体薄膜、高温超导氧化物薄膜、电致变色氧化物薄膜及高温抗氧化陶瓷涂层等。Hamaker在二十世纪四十年代首次研究了采用电沉积技术制备陶瓷材料（Hamaker H C,Formation of deposition by electrophoresis,Transactions of the Faraday Society,36(1940)279–283），随后此工艺在制备先进陶瓷的多个领域得到了研究和应用。电沉积法在生物医学方面被用来制备应用于外科医用合金材料的羟基磷灰石（HA）涂层；在沉积制备ZnO方面，电沉积法也得到了广泛的研究，纳米结构的ZnO在化学传感器、半导体氧化物、催化剂以及太阳能电池等方面具有广泛的应用；同时，电沉积法在制备纳米结构的二氧化钛和复杂钛酸盐薄膜方面也引起了人们的兴趣（Zhitomirsky I，Gal-Or L,Klein S,Electrolytic deposition of ZrTiO₄films,Materials Science Letter,14(1995)60–62），用在气体传感器、太阳能电池和生物医用植入体以及电器件的纳米TiO₂薄膜正在研究之中；此外，《中国有色金属学报》姚明明等公开的文章《ZrO₂-Al₂O₃微叠层涂层的制备及其在不锈钢基体上抗氧化性能研究》（Yao M,He Y,Gou Y,et al.Preparation of ZrO₂–Al₂O₃micro-laminated coatings on stainless steel and their high temperature oxidation,Transactions of Nonferrous Metals Society of China,15(2005)1388–1393）公开了一种采用中国专利申请“一种电化学沉积-热解烧制氧化物薄膜的方法”（专利公开号：CN1089667）公开的采用电化学沉积-热解法制备ZrO₂、Al₂O₃、Y₂O₃等多种氧化物薄膜的方法，成功的制备了ZrO₂–Al₂O₃微叠层涂层，结果表明此涂层具有良好的高温抗氧化性能。电沉积工艺具有设备和原材料成本较低、涂层厚度、化学组分和结构精确可控、可进行不规则形状基体表面涂层或薄膜制备等优点（Besra L,Liu M,A reviewon fundamentals and applications of electrophoretic deposition(EPD),Progress in Materials Science,52(2007)1–61）。