CN106868481B - 铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用，所述铝溶胶涂层的制备方法包括以下步骤：(ⅰ)铝溶胶制备；(ⅱ)铝溶胶浓度调节；(ⅲ)铝溶胶pH值调节；(ⅳ)金属铀表面喷涂；(ⅴ)涂层的风干、凝聚。本发明采用无机基体材料，后续物料回收处理简单；基体材料铝溶胶自身为阻燃材料，有较好的耐温阻燃性能；制备得到的涂层在铀层表面稳定、致密、不可燃、耐高温，与金属铀结合性好，能够有效抑制金属铀层的氧化或自燃，且对后期的铀物料回收处理影响尽量小。

Description

铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用
本发明申请是母案申请“抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法”的分案申请，母案申请的申请日为2015年4月10日，申请号2015101664216。
技术领域
本发明属于一种在金属表面制备涂层的方法，具体涉及一种抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法。
背景技术
在金属铀真空熔炼和金属铀真空蒸镀工艺中会产生附着在工艺部件表面的铀薄膜或铀层，由于金属铀化学活性极强，在空气中会氧化和腐蚀，附着在工艺部件表面的金属铀在贮存过程中随时可能发生自燃，贮存中的意外自燃极易引发事故。目前采用金属容器包装贮存，在贮存容器周围避免存放可燃物的方法，虽然很大程度降低了工艺部件表面金属铀自燃产生的危害，但未能从根本上解决贮存中的金属铀层自燃问题。因此，需要在金属铀表面表面制作一种可抑制自燃的涂层。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法。
本发明的技术方案是：
一种抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，得到铝溶胶，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，至铝溶胶中水合氧化铝分子团的质量分数25％～30％之间；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值在3-4之间，得到涂层胶体溶液；
(ⅳ)金属铀表面喷涂
将刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件置于通风柜水平台面，将涂层胶体溶液灌装到雾化喷枪中，然后将涂层胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面；
(ⅴ)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面涂层胶体溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层。
所述保护涂层成份结构式是x(Al2O3·nH2O)·yHCl·zH2O。
所述步骤(ⅰ)中纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1。
所述步骤(ⅲ)中加入盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1。
本发明的有益效果是：
本发明采用无机基体材料，后续物料回收处理简单；基体材料铝溶胶自身为阻燃材料，有较好的耐温阻燃性能；制备得到的涂层在铀层表面稳定、致密、不可燃、耐高温，与金属铀结合性好，能够有效抑制金属铀层的氧化或自燃，且对后期的铀物料回收处理影响尽量小。
附图说明
图1是本发明金属铀层自燃抑制涂层的制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明金属铀层自燃抑制涂层进行详细说明：
如图1所示，一种抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法，包括以下步骤：
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时，纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1(S1)；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，至铝溶胶中水合氧化铝分子团的质量分数25％～30％之间(S2)；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值在3-4之间，得到涂层胶体溶液，加入的盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1(S3)；
(ⅳ)金属铀表面喷涂
将刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件置于通风柜水平台面，将涂层胶体溶液灌装到雾化喷枪中，然后将涂层胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面(S4)；
(ⅴ)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面涂层胶体溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层(S5)。
所述保护涂层成份结构式是x(Al2O3·nH2O)·yHCl·zH2O。
实施例1
一种抑制金属铀表面自燃的涂层的制备方法，包括以下步骤：
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时，纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，至铝溶胶中水合氧化铝分子团的质量分数为25％；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值至3，得到涂层胶体溶液，加入的盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1；
(ⅳ)金属铀表面喷涂
将刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件置于通风柜水平台面，将涂层铝溶胶溶液灌装到雾化喷枪中，然后将胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面；
(ⅴ)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面铝溶胶溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层。
实施例2
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时，纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，水合氧化铝分子团的质量分数为30％；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值至4，得到涂层胶体溶液，加入的盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1；
(ⅳ)金属铀表面喷涂
将刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件置于通风柜水平台面，将涂层胶体溶液灌装到雾化喷枪中，然后将涂层胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面；
(ⅴ)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面涂层胶体溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层。
在金属铀真空蒸镀工艺中的尾料板是在不锈钢板或碳钢板表面蒸镀了一层金属铀膜，由于铀膜比表面积较大，在空气中常温下随时可能自燃。将刚曝空取出的尾料板在附着金属铀一侧的铀表面按本发明所述方法制作铝溶胶涂层，并等待24小时在涂层完全凝聚成膜后，得到了致密、透明的涂层。在涂层表面用高温灼烤、火焰灼烧、手指搓磨，涂层都保持稳定，未出现开裂，涂层内铀层未出现燃烧现象；将工艺部件在常温下、空气中贮存半年，铀表面涂层依然稳定，未出现变化。

Claims (4)

1.铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用，其特征在于：所述铝溶胶涂层的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，得到铝溶胶，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时，其中：纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1(S1)；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，至铝溶胶中水合氧化铝分子团的质量分数25％～30％之间(S2)；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值在3-4之间，得到涂层胶体溶液，其中：盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1(S3)；
(iv)金属铀表面喷涂
将涂层胶体溶液灌装到雾化喷枪中，然后将涂层胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面(S4)；
(v)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面涂层胶体溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层(S5)。
2.根据权利要求1所述的铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用，其特征在于：所述铝溶胶涂层表面用高温灼烤、火焰灼烧、手指搓磨，涂层都保持稳定，未出现开裂，涂层内铀层未出现燃烧现象；将工艺部件在常温下、空气中贮存半年，铀表面涂层依然稳定，未出现变化。
3.根据权利要求1所述的铝溶胶涂层在抑制金属铀表面自燃上的应用，其特征在于：所述铝溶胶涂层涂覆在刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件上。
4.一种尾料板，其特征在于：不锈钢板或碳钢板表面蒸镀有一层金属铀膜，金属铀膜的表面涂覆有铝溶胶涂层，所述铝溶胶涂层的制备方法包括以下步骤：
(ⅰ)铝溶胶制备
取一定质量的纯水加热至80℃，将研细的异丙醇铝加入其中，80℃恒温加热1小时，得到铝溶胶，然后将铝溶胶加热至90℃并搅拌1小时，其中：纯水与异丙醇铝的质量比为13.2:1(S1)；
(ⅱ)铝溶胶浓度调节
待铝溶胶均匀后用纯水来调节铝溶胶浓度，至铝溶胶中水合氧化铝分子团的质量分数25％～30％之间(S2)；
(ⅲ)铝溶胶pH值调节
用盐酸调节铝溶胶pH值在3-4之间，得到涂层胶体溶液，其中：盐酸与异丙醇铝的摩尔比为0.07:1(S3)；
(iv)金属铀表面喷涂
将刚曝空、铀层表面未明显氧化的工艺部件置于通风柜水平台面，将涂层胶体溶液灌装到雾化喷枪中，然后将涂层胶体溶液均匀喷涂在金属铀层表面(S4)；
(v)涂层的风干、凝聚
开启通风将铀层表面涂层胶体溶液加速风干，待脱水凝聚直到溶胶成膜，即得到保护涂层(S5)。
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