[发明专利]黑铼涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种黑铼涂层的制备方法，包括以下步骤：S1、熔盐氯化：在惰性气体保护下，将CsCl加热至熔融状态后，加入K₂ReCl₆，得到含K₂ReCl₆的熔盐，向含K₂ReCl₆的熔盐中通入氯气进行氯化处理，冷却后得到氯化后的熔盐；S2、电镀：在惰性气体保护下加热步骤S1所得氯化后的熔盐至熔融状态，将镀件基体浸入熔融状态的氯化后的熔盐中，以熔融状态的氯化后的熔盐为镀液，以镀件基体为阴极，以惰性电极为阳极，通电后进行电镀，在镀件基体上得到黑铼涂层。本发明的制备方法成本低、沉积速度快，制得的黑铼涂层均匀性好。

技术领域

本发明属于熔盐电化学和表面涂层技术领域，涉及一种黑铼涂层的制备方法，具体涉及一种高发射率黑色铼涂层的熔盐电镀制备方法。

背景技术

铼（Rhenium）是一种稀有难熔金属，具有高熔点（3180℃）、高模量、优异的高温力学性能和耐热冲击性能，这些性质使得铼特别适合于在超高温和强热震工作环境中使用。此外，金属铼还具有非常好的耐磨损和抗腐蚀性能，铼抗磨损的能力仅次于金属锇（Os），对于除氧气之外的大部分燃气都能够保持比较好的化学惰性。目前铼主要用于高温结构和能量体系（比如空间导弹推进系统）、超高温发射极、耐磨损冲刷涂层和火箭、卫星用发动机燃烧室等高温领域。相对于传统的具有银白色金属光泽的铼，微观上呈平行尖状凸起、具有强织构取向、宏观上表面呈黑色的铼具有更高的表面发射率，可以提高材料向外界辐射转移能量的速率，在超高温服役环境中显示出更好的性能。在辐射冷却的火箭发动机中，黑铼可用于发动机的外壁材料降低发动机的温度，从而提高发动机的性能和工作寿命。另外，黑铼也是太阳能热推进系统中进行热交换的关键材料。

由于铼具有较高的熔点和电子发射性能，也被广泛应用于制作加热元件、电器插头、热电偶、特殊金属丝以及电子管中的元件，其中最突出的应用即制造热电子发电机中的超高温发射极。材料的电子发射性能与其微观结构紧密相关，而表面呈平行尖状生长的黑铼则具有更佳的电子发射性能。

国内外对于黑色铼涂层的研究报道很少，目前成功制备且得到应用的只有美国Ultramet公司采用CVD方法制备的黑铼涂层。但是传统的CVD技术沉积速度较慢，成本较高，且在制备形状复杂的构件时难以保证构件各个位置涂层厚度的均匀性。

因此，提供一种成本低、沉积速率快且均匀性好的黑铼涂层制备方法是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、沉积速度快、均匀性好的黑铼涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种黑铼涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、熔盐氯化：在惰性气体保护下，将CsCl加热至熔融状态后，加入K₂ReCl₆，得到含K₂ReCl₆的熔盐，向含K₂ReCl₆的熔盐中通入氯气进行氯化处理，冷却后得到氯化后的熔盐；

S2、电镀：在惰性气体保护下加热步骤S1所得氯化后的熔盐至熔融状态，将镀件基体浸入熔融状态的氯化后的熔盐中，以熔融状态的氯化后的熔盐为镀液，以镀件基体为阴极，以惰性电极为阳极，通电后进行电镀，在镀件基体上得到黑铼涂层。

上述的黑铼涂层的制备方法，优选的，所述步骤S1中，所述加热温度为700℃～750℃，所述含K₂ReCl₆的熔盐中铼离子的浓度为1wt.%～7wt.%，所述氯化处理的时间为30min～60min。