[發(fā)明專利]制備鎂鋰合金鈦防腐涂層的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710072296.8
• 申請日: 2007-06-01
• 公開（公告）號: CN101067200A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 巫瑞智;張密林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C23C18/31
• 分類號: C23C18/31
• 代理公司: 哈爾濱市船大專利事務所
• 代理人: 劉淑華

技術領域

一種制備鎂鋰合金鈦防腐涂層的方法，屬于合金涂層制備領域。

背景技術

鎂鋰合金的主體元素鎂和鋰均屬于非?；顫姷脑?，在空氣、水汽尤其是鹽霧中極易受到腐蝕；相關于它的防腐技術，一般都是沿用其它鎂合金的防腐技術，如化學轉化膜法、陽極氧化法、氣相沉積法等。對比文獻《Preparation?andgalvanic?anodizing?of?a?Mg-Li?alloy》(李勁風、鄭子樵等，Materials?Science?&Engineering?A，2006，433：233-240)公開了一種利用陽極氧化法制備鎂鋰合金防腐涂層的方法。

由于鎂鋰合金中的鋰是一種比鎂還活潑的元素，在空氣中極易發(fā)生氧化，尤其是在溫度較高的條件下；此外，鋰還會與水發(fā)生激烈的反應。因此，采用一般鎂合金的防腐技術難以達到滿意的防腐效果，容易發(fā)生“脫鋰”現(xiàn)象。

對于鋼鐵材料，可以利用歧化反應將鈦合金涂覆其上，其機理是：鈦的價態(tài)較多(Ti⁰、Ti²⁺、Ti³⁺和Ti⁴⁺)，反應：

Ti(metal)+(n-1)Tiⁿ⁺→nTi^(n-1)+??(1)

nTi^(n-1)+→Ti(alloy)+(n-1)Tiⁿ⁺???(2)

可以持續(xù)地進行，使得基底材料上沉積的鈦涂層越來越厚。式中：Ti(metal)指表面處理時放入熔鹽中的金屬鈦；Ti(alloy)為通過歧化反應沉積于基底材料上的鈦；Tiⁿ⁺為存在于熔鹽中的鈦離子，它是歧化反應得以進行的媒介，在反應過程濃度保持不變，起到將金屬鈦傳遞至基底材料上的作用。整個反應過程大致分為七個步驟：①在金屬鈦表面的固液界面上發(fā)生(1)式反應；②Ti^(n-1)+從金屬鈦表面的液固界面向熔鹽液相內(nèi)遷移；③液相中Ti^(n-1)+向基底材料表面的液固界面移動；④在基底材料表面的液固界面上發(fā)生(2)式反應；⑤Tiⁿ⁺離開基底材料表面的液固界面向熔鹽液相中移動；⑥基底材料與鈦金屬膜層之間發(fā)生固一固界面化學反應；⑦基底材料與表面產(chǎn)物層中組分之間的相互擴散。但未見有利用歧化反應制備鎂鋰合金鈦涂層的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備鎂鋰合金鈦防腐涂層的方法，它利用鈦的多價態(tài)特性，使其在熔鹽內(nèi)發(fā)生歧化反應，而產(chǎn)生的單質(zhì)鈦沉積于鎂鋰合金表面，從而提高鎂鋰合金的抗腐蝕性能。

本發(fā)明的實施方式是將處理爐內(nèi)的AlCl₃-NaCl熔鹽(摩爾比為1～3)加熱到150～350℃，使其液化，同時在熔鹽內(nèi)加入K₂TiF₆和金屬鈦，借助夾具將需制備涂層的鎂鋰合金材料固定在一個由電機驅(qū)動的轉頭上，并放入熔鹽內(nèi)。在涂層制備過程中，處理爐內(nèi)通入氬氣作為保護氣體，并啟動電機使鎂鋰合金材料在熔鹽內(nèi)不斷旋轉。于是，由于K₂TiF₆和金屬鈦之間的歧化反應，生成的鈦金屬沉積于鎂鋰合金材料上。反應5～20小時后，即可在鎂鋰合金上得到一定厚度的鈦涂層。

本發(fā)明可在較低的溫度、與空氣隔離、無水的環(huán)境下進行涂層制備，因此可有效地避免在制備鎂鋰合金涂層過程中發(fā)生高溫氧化及鋰與水發(fā)生反應(“脫鋰”現(xiàn)象)，有效地提高了涂層的抗腐蝕性能。

具體實施方式

下面以具體的實施參數(shù)為例說明其實施效果：

實施方式1：

以AlCl₃-NaCl熔鹽(摩爾比為1.5)為熔鹽體系，同時在熔鹽內(nèi)按1：1的摩爾比加入適量的K₂TiF₆和金屬鈦，在處理爐內(nèi)加熱至150℃并保溫半小時后把鎂鋰合金浸入熔鹽并使之以150轉/分的速度旋轉，同時在處理過程中通入純氬(純度為99.99vol％)作為保護氣體。處理10小時。利用掃描電鏡對所制備的涂層的厚度進行觀測，已制備涂層的抗腐蝕性能由電化學腐蝕測試系統(tǒng)進行測試并得出涂層的腐蝕電位值。

所得試樣的涂層厚度為：8μm，腐蝕電位為：-1.320V。

實施方式2：