[發明專利]微弧氧化電解液新型復合添加劑及其應用

有效

• 申請號: 201210420411.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102877105A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張曉燕;周小淞;孫濤;吳德風;葛飛
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C25D11/02
• 分類號: C25D11/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及材料科學領域，尤其是一種微弧氧化電解液新型復合添加劑及其應用。

背景技術

微弧氧化技術是將鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金放置于特定體系的電解液中，通過材料表面微孔中進行的微弧放電，在材料表面原位生成陶瓷層的表面處理技術。該技術是目前國內外材料表面改性方向的研究熱點之一，已開始逐步嘗試運用于工業中，如汽車的零部件，飛機發動機葉片等。

微弧氧化電解液的組成對所生成微弧氧化陶瓷膜層的結構和性能起決定性作用，因此電解液的開發與選取是該領域研究的主要內容之一。目前國內外關于向電解液中加入第三種添加劑的研究報道相對較少。

發明內容

本發明的目的是：提供一種微弧氧化電解液新型復合添加劑及其應用，它在添加到微弧氧化電解液中所生成的陶瓷膜層各綜合性能有明顯提高，而且環保性好，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：微弧氧化電解液新型復合添加劑，按重量份數計算，包括1～10份納米氧化鋅及0.1～1份稀土元素添加劑。

所述的稀土元素添加劑為鑭或鈰的化合物。

鑭的化合物為硝酸鑭，鈰的化合物為硫酸鈰。

微弧氧化電解液新型復合添加劑的應用，按重量份數計算，將1～10份納米氧化鋅及0.1～1份稀土元素添加劑加入到基礎電解液中，基礎電解液的組成為10～20份硅酸鈉，1～10份鎢酸鈉，1～10份乙二胺四乙酸二鈉，1～5份氫氧化鈉及3000份蒸餾水。

與現有技術相比，本發明采用納米氧化鋅及稀土元素添加劑組成復合添加劑，將該復合添加劑加入到以硅酸鹽為主成膜劑的電解液中，加入這種復合添加劑的電解液可以生成優異質量的陶瓷膜層，該陶瓷膜層的各綜合性能有明顯提高，硬度高、抗磨損和耐腐蝕性能優異；而其制備過程與一般的微弧氧化過程相同，操作簡單，無須額外繁瑣工藝；采用這種復合添加劑的電解液及所生成的陶瓷膜層均不含有各種重金屬或有害元素，不會損壞人體與環境。本發明材料來源廣泛，成本低廉，非常適宜工業化生產。

具體實施方式

本發明的實施例1：微弧氧化電解液新型復合添加劑，包括5份納米氧化鋅及0.5份稀土元素添加劑；所述的稀土元素添加劑為硝酸鑭。?

微弧氧化電解液新型復合添加劑的應用，將5份納米氧化鋅及0.5份稀土元素添加劑加入到基礎電解液中，基礎電解液的組成為15份硅酸鈉，5份鎢酸鈉，5份乙二胺四乙酸二鈉，3份氫氧化鈉及3000份蒸餾水。?

本發明的實施例2：微弧氧化電解液新型復合添加劑，包括2份的納米氧化鋅及1份的稀土元素添加劑；所述的稀土元素添加劑為硫酸鈰。

微弧氧化電解液新型復合添加劑的應用，將2份納米氧化鋅及1份稀土元素添加劑加入到基礎電解液中，基礎電解液的組成為20份硅酸鈉，10份鎢酸鈉，10份乙二胺四乙酸二鈉，5份氫氧化鈉及3000份蒸餾水。?

本發明的實施例3：微弧氧化電解液新型復合添加劑，包括5份納米氧化鋅及0.6份稀土元素添加劑；所述的稀土元素添加劑為硝酸鑭。

微弧氧化電解液新型復合添加劑的應用，將5份納米氧化鋅及0.6份稀土元素添加劑加入到基礎電解液中，基礎電解液的組成為10份硅酸鈉，1份鎢酸鈉，1份乙二胺四乙酸二鈉，4份氫氧化鈉及3000份蒸餾水。?

為了進一步驗證本發明的實驗效果，將本發明的實施例中添加了微弧氧化電解液新型復合添加劑的電解液進行陶瓷層性能檢測，并采用沒有添加本發明產品的電解液作為對照，其檢測結果如下：

微弧氧化膜層所得性能對比（微弧氧化試驗在WHD-30型MAO設備上進行）：

1、硬度參數對比：

采用HV1000顯微硬度計測量，試驗條件為：F=0.98N，T=20s：

2、磨損參數對比：

摩擦磨損實驗在MMS—2A屏顯式摩擦磨損試驗機上進行，試驗條件：摩擦副為20CrMnTi，摩擦條件為滑動摩擦，潤滑油選用液壓冷凍油，滴油速度40滴/分鐘。實驗載荷為100N，速度為200?轉/分鐘，實驗時間30分鐘。

3、腐蝕性能參數對比：

在YWN-150鹽霧試驗機對試樣進行鹽霧腐蝕測試。實驗環境為：5%的NaCl溶液，溶液PH值:?6~7；試驗溫度35℃，鹽霧的沉降率為1~2mL/80cm²·h。

根據以上實驗得知，本發明在采用相同設備及相同電解液的基礎上，可以明顯提高微弧氧化膜層的硬度、耐磨性及抗腐蝕性。