[发明专利]一种钛酸钡原位涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛酸钡原位涂层的制备方法。这种钛酸钡涂层，是由包括如下制备步骤的方法制得：将钛基材料与钡源水合物进行熔融水合盐法反应，在钛基材料表面得到钛酸钡原位涂层。本发明的制备方法与传统方法相比，不仅绿色经济，工艺简便，且所得涂层致密均匀，与基体结合牢固，有望用于航空航天、石油化工、海洋工程以及医用医疗等领域。

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，特别是涉及一种钛酸钡原位涂层的制备方法。

背景技术

钛酸钡(BaTiO₃)具有优良的铁电性、介电性、热释电性以及压电性，在信息存储、介质放大、陶瓷电容器、换能器(水声、电声、超声)、滤波器、传感器等领域有着广泛的应用。

目前制备钛酸钡涂层的方法有等离子体喷涂技术、火焰喷涂技术、超音速等离子体喷涂技术、静电喷涂技术、电泳沉积技术、微弧氧化技术、水热合成法等，但是这些方法，存在生产设备要求苛刻、能耗较高、涂层结构多不均匀、涂层结合强度低等不足。因此如何获得钛酸钡涂层，并且选择一种生产设备简单、制备工艺简单、工艺流程短的制备方法，获得与基体结合力好、不易脱落的涂层是本领域工作者亟待解决的问题。

现有技术中，中国专利文献CN108079381A公开了一种医用钛合金表面生物压电复合涂层的制备方法，首先采用微弧氧化技术在钛合金基体表面原位生成内层致密、表层多孔的二氧化钛涂层，然后采用水热化学法使二氧化钛涂层原位反应生成钛酸钡涂层，最后填充极化后的涂层表面的孔洞，即在医用钛合金表面形成具有生物压电特性的复合涂层。该水热合成法的缺点是反应周期长，产率低，无法实现大规模大批次生成。

熔融水合盐法是利用熔融水合盐为反应介质，实现复杂氧化物纳米功能材料的大量、环境友好制备的方法。CN101519191A公开了利用熔融水合盐法制备BaTiO₃纳米颗粒，但目前尚未见报道利用该方法用于钛酸钡涂层的制备。

发明内容

为了克服现有技术制备钛酸钡涂层存在缺陷的问题，本发明的目的在于提供一种钛酸钡原位涂层的制备方法，这种涂层是通过熔融水合盐法在钛基材料表面原位制备得到。

为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种钛酸钡原位涂层的制备方法，这种钛酸钡原位涂层的制备方法包括如下步骤：将钛基材料与钡源水合物进行熔融水合盐法反应，在钛基材料表面得到钛酸钡原位涂层。

优选的，这种钛酸钡原位涂层的制备方法中，熔融水合盐法的反应条件如下：反应温度为120℃～220℃；反应时间为1h～24h；进一步优选的，反应的温度为150℃～200℃；反应的时间为3h～12h。

优选的，这种钛酸钡原位涂层的制备方法中，熔融水合盐法反应是在反应釜中密封进行。

优选的，这种钛酸钡原位涂层的制备方法中，钡源水合物和钛基材料的投料比为0.5g/cm²～5g/cm²；进一步优选的，钡源水合物和钛基材料的投料比为1.5g/cm²～4.5g/cm²。这里所指的钛基材料用量是以每平方厘米的钛基材料计。

优选的，这种钛酸钡原位涂层的制备方法中，钡源水合物为氢氧化钡水合物。

优选的，这种钛酸钡原位涂层的制备方法中，钡源水合物选自一水合氢氧化钡、八水合氢氧化钡中的一种或其组合物；进一步优选的，钡源水合物为八水合氢氧化钡。