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纳米CeO2/Zn金属基复合材料在锌镀层中的应用(第2页)

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  1.巨大的表面所产生的表面能使具有纳米尺寸的物体之间存在极强的团聚作用而使颗粒尺寸变大。如何能将这些纳米单元体分散在金属基体中构成复合材料,使之不团聚而保持纳米尺寸的单个体以充分发挥其纳米效应是合成金属基纳米复合材料必须解决的首要问题。然而迄今为止尚无十分有效的分散方法对团聚状态的纳米粉体在金属基体中进行分散。

  2.为保证与纳米增强相能进行良好的复合,基体金属必须具有足够的流动性、成型性。但基体金属一般均具有较高的熔点,因此,金属基纳米复合材料在高温制备时势必会发生严重的界面反应、氧化等有害的化学反应如何严格控制界面反应是制备高性能金属基纳米复合材料的又一关键所在。

  3.金属基体与纳米第二相之间浸润性差,甚至不浸润,必须设法对纳米微粒进行适当的表面处理以改善与(下转第61页)(上接第62页)基体的浸润性。

  本课题拟制备纳米氧化铈/锌金属基复合材料,纳米稀土粉末由于其粒度非常细小、比表面能特别大,通常处于团聚状态,如果将其直接加入到热镀锌镀液中,其团聚现象将更为严重,而且还会产生偏聚。为此,拟采用粉末冶金方法先制备出纳米CeO2/Zn复合材料,作为中间体将纳米CeO2带入热镀锌镀液中。但对于常规粉末冶金法而言,混合物的均匀性很大程度上取决于两种粉末粒度的差别,纳米CeO2粉末与纯锌粉末的粒径相差很大,这就决定了粉末混合物的均匀性较差;而且纳米CeO2颗粒又呈团聚状态,所以很难实现纳米CeO2颗粒在锌基体中的弥散均匀分布。为解决这个问题,关键是先制备出均匀的纳米CeO2/Zn复合粉末。高能球磨作为一种材料制备的重要工艺方法,日益受到国内外材料科学界的重视。特别是在纳米材料科学与技术领域,有关高能球磨法制备纳米金属、纳米金属间化合物材料、纳米复合材料、非晶材料、纳米陶瓷等的研究很多,并取得了很大的进展。作者采用高能球磨法成功制备出纳米CeO2颗粒弥散均匀包覆、镶嵌在锌颗粒之上的纳米CeO2/Zn复合粉末,并通过XRD、 SEM详细研究了粉体的组成、微观形貌(具体制备方法和结论将在另一篇文章中介绍),这意味着如以这种稀土金属基纳米复合材料作为中间合金代替单纯的锌合金,用在钢铁件表面实施热浸镀,可显著提高锌镀层的耐腐蚀性能,另外,高能球磨法制备工艺简单,成本低廉,容易实现大规模工业化应用。

四、结论

  纳米CeO2/Zn金属基复合材料在锌镀层中的应用(第2页)可以使锌镀层的防腐能力得到质的飞跃,这在纳米涂层材料的开发应用方面提出了一种新思路,具体的实施还有待于进一步研究,但在锌镀层方面的应用毫无疑问有着极为广泛的应用前景。

参考文献

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