[發明專利]用于微弧氧化制備納米陶瓷涂層的電解液及處理方法

有效

• 申請號: 200810120130.3
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101333673A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 李紅霞;宋仁國;趙堅;鄭曉華;葉朋
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術領域

本發明涉及一種用于微弧氧化制備納米陶瓷涂層的電解液，以及利用 該電解液對鋁或鋁合金表面進行表面處理獲得納米陶瓷涂層的方法。

(二)背景技術

鋁合金由于密度小、具有高的比強度、導熱性能好、抗大氣環境腐蝕 性能好、易于成形加工等優點，使其在工程界得到廣泛的應用；但由于其 硬度低、不耐磨而需要進行表面處理。隨著現代工業及科學技術的發展， 陶瓷材料以其特有的性能和豐富的資源優勢成為繼金屬材料、高分子材料 之后又一重要的工程材料。但是由于整體陶瓷材料的脆性大，可加工性差， 一直束縛其廣泛應用。在金屬鋁及其合金表面實施陶瓷化涂層，可以在保 證原金屬材料使用性能的前提下，同時賦予材料表面以特殊性能，拓寬了 其適用范圍。

微弧氧化技術能在鋁及其合金表面沉積一層厚而致密的超硬陶瓷膜， 能極大地改善鋁合金的耐磨損、耐腐蝕及絕緣性能，因而在航空、航天、 機械、電子、紡織、裝飾等領域有廣闊的應用前景。但是在微弧氧化工藝 制備涂層過程中，表面殘留了大量放電微小氣孔，微孔周圍明顯呈現熔化 后凝固的痕跡。這是由于微等離子弧放電時，在放電微區產生了瞬時高溫， 使形成的氧化膜在微區內熔化，然后隨微等離子弧游走，在電解液的冷卻 作用下，熔化微區迅速冷卻并凝固所致。另外，有些微裂紋雜亂無章地分 布在涂層表面。上述的微孔與裂紋使得涂層表面粗糙度較高，影響了陶瓷 涂層的進一步推廣應用。

(三)發明內容

為解決微弧氧化技術中存在的上述不足，本發明提供了一種用于微弧 氧化制備納米陶瓷涂層的電解液，以及利用該電解液對鋁或鋁合金表面進 行表面處理獲得納米陶瓷涂層的方法。

本發明采用的技術方案是：

一種用于微弧氧化制備納米陶瓷涂層的電解液，所述電解液中添加有 0.2～1.0g/L的Al₂O₃納米粉。

所述Al₂O₃納米粉粒徑為10～50nm。

本發明在微弧氧化的電解液中加入一定量的Al₂O₃納米粉，在制備過 程中用攪拌器對槽液進行攪拌，避免納米粉產生團聚，并使納米粉均勻地 附著在所制備的涂層中，減少了涂層表面的孔隙與裂紋，所制備的涂層表 面較致密，顯微硬度分布更加均勻。

所述電解液可以本領域常規用于微弧氧化制備陶瓷涂層的電解液添 加Al₂O₃納米粉得到，優選的，本發明所述電解液組成如下：

Al₂O₃納米粉????????????0.5～1.0g/L

Na₂B₄O₇·10H₂O?????????5～20g/L

溶劑為蒸餾水。

更為優選的，所述電解液組成如下：

Al₂O₃納米粉????????????0.5g/L

Na₂B₄O₇·10H₂O?????????10g/L

溶劑為蒸餾水。

或者，所述電解液組成如下：

Al₂O₃納米粉????????????0.5～1.0g/L

KOH????????????????1g/L

(NaPO₃)₆???????????0.2g/L

Na₂SiO₃????????????3～12g/L

溶劑為蒸餾水。

更為優選的，所述電解液組成如下：

Al₂O₃納米粉????????0.5～1.0g/L

KOH????????????????1g/L

(NaPO₃)₆???????????0.2g/L

Na₂SiO₃????????????6g/L

溶劑為蒸餾水。