[发明专利]一种镍包覆六方氮化硼复合粉体的制备方法

说明书

本发明涉及一种镍包覆六方氮化硼复合粉体的制备方法，该方法包括：将h‑BN粉体加入敏化液中，超声条件下进行敏化；将敏化后的h‑BN粉体加入活化液中，超声条件下活化处理，分离、干燥得到活化的h‑BN粉体；将活化后的h‑BN粉体加入pH值为11‑12的化学镀液中，恒温水浴施镀；清洗、干燥后得到h‑BN@Ni复合粉体。本发明制备的h‑BN@Ni复合粉体包覆效果好，分散性好，添加应用到金属基和陶瓷基固体自润滑复合材料中，可使固体自润滑复合材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性同时得以提高。本发明方法的设备简单，操作简便，安全性高，成本低。

技术领域

本发明涉及一种镍包覆六方氮化硼复合粉体的制备方法，属于固体自润滑复合材料技术领域。

背景技术

六方氮化硼(h-BN)有“白色石墨”之称，具有类似石墨的层状结构，并且有良好的润滑性、导热性和耐化学腐蚀性，在900℃性能仍然稳定，是一种优良的高温固体润滑剂，广泛应用于金属基固体自润滑复合材料和陶瓷基固体自润滑复合材料。

直接添加六方氮化硼对固体自润滑复合材料的力学性能有很大负面影响，限制了其应用范围。(1)对于直接添加六方氮化硼的金属基固体自润滑复合材料，一方面，六方氮化硼与金属基体的润湿性差，两者的界面结合强度低，对金属基体有较强的割裂作用。另一方面，由于六方氮化硼的密度比金属基体小很多，在混料的过程中不可避免地出现偏析。两方面导致复合材料的机械强度降低，影响其摩擦磨损性能。(2)对于直接添加六方氮化硼的陶瓷基固体自润滑复合材料，由于六方氮化硼是一种软性材料，其硬度和强度都明显低于陶瓷基体，直接添加会导致复合材料的力学性能有较大幅度降低。此外，由于六方氮化硼是一种共价键化合物，在高温下的固相扩散系数低，因此难以烧结。有文献指出片状的六方氮化硼交叉堆砌形成的卡片房式结构阻碍含六方氮化硼的复合陶瓷致密化，导致材料烧结性差，力学性能低。参见硅酸盐学报，1998，26(2)：265-269。

针对直接添加六方氮化硼的固体自润滑复合材料的力学性能较低的缺陷，研究发现通过添加包覆型六方氮化硼复合粉体制备固体自润滑复合材料可以在一定程度上弥补上述技术缺陷。现有的包覆型六方氮化硼复合粉体的制备方法，主要有陶瓷包覆h-BN和金属陶瓷h-BN。其中陶瓷包覆h-BN主要涉及氧化铝包覆六方氮化硼、纳米二氧化硅包覆六方氮化硼。例如，中国专利文件CN104974817A公开了一种利用正硅酸乙酯的水解与缩合反应制备球形纳米二氧化硅包覆六方氮化硼复合粉体的方法；CN104892003A公开了一种利用非均相成核与真空煅烧制备氧化铝包覆六方氮化硼复合粉末的方法。上述技术成功制备了陶瓷包覆六方氮化硼复合粉体，然而其不足之处在于：(1)对于金属基固体自润滑复合材料，陶瓷包覆层与金属基体也存在润湿性较差、结合强度偏低和密度相差较多的问题，因此添加陶瓷包覆六方氮化硼复合粉体对金属基固体自润滑复合材料的力学性能及其摩擦磨损性能改善作用不大。(2)对于陶瓷基固体自润滑复合材料，一方面，陶瓷材料包覆层在烧结过程中不能或很少产生液相，对六方氮化硼的卡片房式结构的消除作用甚微，进而对所制备的复合材料致密化的促进作用较小。另一方面，由于陶瓷材料固有的低断裂韧性的特性，添加陶瓷包覆六方氮化硼主要提高复合材料的硬度和抗弯强度，对其断裂韧性的改善作用较小。