[发明专利]一种具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，包含钛基合金基体，以及依次层叠于钛基合金基体表面的掺镍的SiO₂层和掺镍的SiOC层;

所述掺镍的SiO₂层的厚度为4~14μm, 所述掺镍的SiOC层的厚度为0.5~7 μm;

所述掺镍的SiO₂层中的镍元素含量大于掺镍的SiOC层中镍元素含量；

所述掺镍的SiO₂层中，Ni和Si的摩尔比为1 : 12~1:18；和所述掺镍的SiOC层中，所述Ni和Si的摩尔比为1 : 20~1:30。

2.如权利要求1所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，所述掺镍的SiO₂层的厚度为7 ~ 8 μm。

3.如权利要求1所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，所述掺镍的SiOC层的厚度为2~7 μm。

4.如权利要求3所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，所述掺镍的SiOC层的厚度为4 ~ 5 μm。

5.如权利要求1所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，所述钛基合金为含铝的钛基合金。

6.如权利要求5所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件，其特征在于，所述钛基合金为Ti3-Al、Ti-Al、Ti-Al3、Ti-6Al-4V、TiAlNb或Ti-47Al-2Cr-2Nb。

7.一种如权利要求1~6中任一项所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对钛基合金基体表面进行预处理；

（2）配制前驱体溶液：将体积浓度为5%的四乙氧基硅烷、摩尔浓度为0.01 mol/L的镍盐、体积浓度为50%的乙醇和摩尔浓度为0.1 mol/L的硝酸钾混合，调节pH为3~5，室温下搅拌2~48 h，得前驱体溶液；

（3）在双电极槽中加入步骤（2）所得前驱体溶液，以钛基合金基体为工作电极，铂片或石墨作为对电极，电极间距控制在1-10 cm，控制电流密度为-0.5 mA/cm² ~ -2.5 mA/cm²进行电沉积，沉积时间为50 s ~ 2000 s，水洗后干燥，在钛基合金表面得到掺镍的SiO₂层；

（4）将烷氧基硅烷和非极性溶剂混合，然后加入纳米Ni粉，得含有纳米Ni粉的溶胶溶液，所述溶胶溶液中Ni粉的含量为0.1~1 g/L，通过提拉、旋涂或喷涂将所述溶胶溶液覆盖在步骤（3）所得掺镍的SiO₂层表面，其中，所述烷氧基硅烷和非极性溶剂的体积比为：烷氧基硅烷：非极性溶剂=(0.2~0.8)：1，所述烷氧基硅烷的结构式如式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

式（Ⅰ）中，-OR₁和-OR₂为可水解的烷氧基官能团，-R₃和-R₄为两个无氧碳链或者一个无氧碳链和一个烷氧基的组合；

（5）将步骤（4）所得样品在空气、惰性气体或真空环境中热处理2~8 h，热处理温度为700 ~ 1200 ℃，随炉冷却，得到所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件。

8.如权利要求7所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述热处理温度为700~1200℃。

9.如权利要求8所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述热处理温度为700~900℃。

10.如权利要求9所述具有镍改性的硅基防护涂层的钛基合金件的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述热处理温度为800℃。