[發(fā)明專利]一種提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的復(fù)合膜層制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310744535.5
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103710738A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡津;張玉芬;唐莎巍
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30;C25D3/56;C25D3/54;C25D5/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的方法。

背景技術(shù)

鎂元素在地殼中含量豐富，鎂及其合金具有密度小，比強(qiáng)度高，彈性模量大等優(yōu)異的性能，是非常理想的金屬結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、交通、機(jī)械、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。但是鎂自身非常活潑，化學(xué)性質(zhì)極其不穩(wěn)定，在使用過程中極易與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生相互作用而發(fā)生腐蝕破壞，大大限制了鎂及其合金在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此提高鎂及其合金的耐腐蝕性能，進(jìn)而控制其腐蝕速率是非常必要的。表面防護(hù)是實(shí)現(xiàn)鎂及其合金高耐蝕性能的重要手段。復(fù)合保護(hù)膜層具有內(nèi)外雙層膜結(jié)構(gòu)：內(nèi)層采用陽極氧化技術(shù)制備，該層與基體具有良好的結(jié)合，同時(shí)該層粗糙的表面結(jié)構(gòu)為后續(xù)膜層的形成提供有利位置。目前國內(nèi)外采用復(fù)合技術(shù)在鎂及其合金上制備涂層的方法也有報(bào)道，但所獲膜層耐蝕性能提高的幅度較小，處理后材料的點(diǎn)蝕電位僅提高了約1V左右。

綜上所述，現(xiàn)有鎂及鎂合金表面復(fù)合膜層制備方法存在所獲膜層耐蝕性能提高的幅度較小的問題，處理后材料的點(diǎn)蝕電位僅提高了約1V左右。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有鎂及鎂合金表面復(fù)合膜層制備方法存在所獲膜層耐蝕性能提高的幅度較小的問題，而提供一種提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的復(fù)合膜層制備方法。

一種提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的復(fù)合膜層制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、預(yù)處理：使用1500目砂紙將鎂板進(jìn)行打磨處理，得到打磨后的鎂板，然后在超聲頻率為25KHz～130KHz下，將打磨后的鎂板放入無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗5min～15min，并冷風(fēng)吹干，得到預(yù)處理后的鎂板；

二、陽極氧化：以預(yù)處理后的鎂板為陰極和陽極，將鎂板陰極和鎂板陽極放入電解液I中，然后以直流電源為電源在電解池兩端外加20V～100V的電壓，并在電壓為20V～100V下氧化5min～60min，得到陽極氧化后的鎂板；步驟二中所述的電解液I的溶質(zhì)為非鎂金屬鹽和鎂鹽，溶劑為無水乙醇，且所述的電解液I中非鎂金屬鹽濃度為0.01mol/L～0.1mol/L，所述的電解液I中鎂鹽濃度為0.001mol/L～0.05mol/L；

三、陰極電沉積：以陽極氧化后的鎂板為陰極、以石墨板為陽極，將陽極氧化后的鎂板陰極和石墨板陽極放入電解液Ⅱ中，然后以直流電源或脈沖電源為電源在電解池兩端外加20V～100V的電壓，并在電壓為20V～100V下沉積5min～60min，即得到提高鎂板表面耐蝕性能的復(fù)合膜層；步驟三中所述的電解液Ⅱ的溶質(zhì)為Ca(NO₃)₂和有機(jī)酸，溶劑為無水乙醇，且所述的電解液Ⅱ中Ca(NO₃)₂濃度為0.01mol/L～0.1mol/L，所述的電解液Ⅱ中有機(jī)酸濃度為0.001mol/L～0.2mol/L。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能顯著提高鎂及鎂合金的耐蝕性，點(diǎn)蝕電位從原來的-1.61V提高到2.01V，提高了3.62V，腐蝕電流密度降低了大約兩個(gè)數(shù)量級。工藝簡單，成本較低，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為鎂及鎂合金在實(shí)際生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用提供技術(shù)保障。

本發(fā)明用于一種提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的復(fù)合膜層制備方法。

附圖說明

圖1是實(shí)施例涂覆復(fù)合膜層前后純鎂腐蝕性能的變化曲線；1為純鎂的極化曲線；2為涂覆復(fù)合膜層鎂的極化曲線。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式之間的任意組合。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式所述的一種提高鎂及鎂合金表面耐蝕性能的復(fù)合膜層制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、預(yù)處理：使用1500目砂紙將鎂板進(jìn)行打磨處理，得到打磨后的鎂板，然后在超聲頻率為25KHz～130KHz下，將打磨后的鎂板放入無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗5min～15min，并冷風(fēng)吹干，得到預(yù)處理后的鎂板；

二、陽極氧化：以預(yù)處理后的鎂板為陰極和陽極，將鎂板陰極和鎂板陽極放入電解液I中，然后以直流電源為電源在電解池兩端外加20V～100V的電壓，并在電壓為20V～100V下氧化5min～60min，得到陽極氧化后的鎂板；步驟二中所述的電解液I的溶質(zhì)為非鎂金屬鹽和鎂鹽，溶劑為無水乙醇，且所述的電解液I中非鎂金屬鹽濃度為0.01mol/L～0.1mol/L，所述的電解液I中鎂鹽濃度為0.001mol/L～0.05mol/L；