[發明專利]稀土鎂合金微弧氧化綠色陶瓷膜制備方法

無效

• 申請號: 200710056085.5
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101187049A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 潘利華;原旭芳;董秋陽;張樹恒;金巨廣
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于鎂合金表面處理技術領域，涉及稀土鎂合金微弧氧化綠色陶瓷膜制備方法。

技術背景

稀土鎂合金作為最輕的工程金屬材料，具有比重輕，比強度及比剛度高等一系列的特點，但其極活潑的化學特性限制了它在各個領域中的應用。

微弧氧化技術是常規陽極氧化處理技術的升華。其原理是以鎂合金為陽極，以槽體或不銹鋼板為陰極，高電壓下在陽極區產生等離子體微弧放電，而且放電時間短，溫度高(1000℃以上)，可使周圍液體汽化，產生大量電子及正負離子。從而在熱化學、等離子體化學和電化學共同作用下，使陽極氧化物熔融在金屬表面，形成陶瓷膜的一種表面處理技術。

30年代初期，Gunterschulze和Betz(Güntherschulze?A?and?BetzH，Neue?Untersuchungen?über?die?elektrolytische?Ventilwirkung[J]，Z.Phys，78：196-210，1932。Güntherschulze?A，Betz?H，DieElektronenstromung?in?Isolatoren?bei?extremen?Feldstarken[J]，Z.Phys，91：70-96，1934)第一次報道了在高壓電場下，浸在液體里的金屬表面出現火花放電現象，火花對氧化膜具有破壞作用。后來研究發現利用此現象也可以生成氧化膜。

70年代以后，前蘇聯、美國、德國等國都開始加快了對微弧氧化技術的研究。所采用的電源模式從開始的直流電或單向脈沖電源，改為后來的正弦交流電和交流脈沖電源。被氧化處理的基底材料主要是鋁、鎂、鈦合金(Wirtz?G.P，Brown?S.D，Kriven?W.M，Ceramic?Coatingsby?Anodic?Spark?Depostion[J]，Mater.Manuf.Process，6(1)：87-115，1991)。

進入90年代以來，美、德、俄、日等國家加快了微弧氧化的研究開發工作。在世界范圍內，各研究單位所用電源形式多樣，各研究單位工作也各具特色，具有代表性的有(1)Keronite工藝??由俄羅斯發明，Keronite處理采用弱堿電解液，應用程序化電壓處理鎂合金零件，膜層總厚度10～80μm，硬度400～600HV，40℃鹽霧試驗可達200h(王立世，蔡啟舟，魏伯康，畢艷.[J]材料保護，2004，37(7))(2)Magoxid工藝??由德國AHC?GmbH公司開發，Magoxid2?coat處理是在弱堿性溶液中生成MgAl204和其他化合物膜，具有較好的耐腐蝕性和抗磨性，可以進行涂漆、涂干膜潤滑劑或含氟高聚物。總厚度一般在15～25μm，最厚可達50μm。鹽霧腐蝕試驗可達500h。(王立世，蔡啟舟，魏伯康，畢艷.[J]材料保護，2004，37(7))從處理過程看，Magoxid的應用電壓較Keronite工藝的應用電壓高一些，膜層的致密性、硬度比Keronite好。

中國在90年代初期開始此方面的研究，北京師范大學的薛文斌等人對微等離子體氧化技術的理論有了較深的研究。西安理工大學的蔣百靈等對微等離子體氧化技術的推廣應用，特別是電源的開發做了較詳細的工作。

目前，國內外對鋁合金表面微弧氧化制備出多種顏色陶瓷膜的溶液及工藝研究已經比較完善，對鎂合金微弧氧化膜層色澤的研究相對較少，有西安理工大學利用釩酸鹽與其它物質的不同配比得到棕色和綠色系列的陶瓷膜(王衛鋒，蔣百靈，李均明，時惠英.[J]《新技術新工藝》·材料與表面處理技術，2006(3))，還有高引慧，李文芳等人用高錳酸鉀作為著色劑制得的黃色陶瓷膜(高引慧，李文芳，杜軍，張啟禮，揭軍.[J]材料科學與工程學報2005，23(4))，而迄今為止，還沒有用鉻酸鹽制得具有耐蝕性好的基礎上制備出從淺綠、中綠到深綠的一系列顏色均勻的綠色陶瓷膜。

發明內容

為使稀土鎂合金微弧氧化膜具有很好的硬度和耐磨性的同時還具色彩多樣性等特點。本發明提供了對稀土鎂合金微弧氧化著色制備出從淺綠、中綠到深綠的一系列顏色均勻的綠色陶瓷膜，拓展了稀土鎂合金的應用領域。

下面詳細介紹稀土鎂合金微弧氧化綠色陶瓷膜制備方法的步驟和條件：

I、使用的試劑為：

主成膜劑：硅酸鈉(Na₂SiO₃·9H₂O)

成膜輔助劑：氟化鈉(NaF)

pH值調節劑：氫氧化鉀(KOH)