[發明專利]一種鎂或鎂合金耐腐蝕疏水性等離子體電解氧化液

在審

• 申請號: 201510043281.3
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104562148A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王麗;付文;吳世逵
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 茂名市穗海專利事務所 44106
• 代理人: 李好琚

技術領域

本發明涉及一種表面涂層涂覆用的電解氧化液，具體涉及一種鎂或鎂合金耐腐蝕疏水性等離子體電解氧化液。

背景技術

鎂及鎂合金因其特有的綜合性能如密度小，比強度和比剛度高，具有良好的減震及電磁屏蔽性能在汽車、航空航天、電子、軍事以及核能等工業部門得到了廣泛的應用。但鎂性質較活潑，在空氣中極易發生腐蝕，故鎂合金作為結構和殼體材料時，必須采用可靠的表面防護措施。等離子體電解氧化是一種在輕金屬表面原位生長陶瓷氧化涂層的技術。這與其它陶瓷涂層制備技術的出發點完全不同，不需要從外部引入陶瓷物料，從而使氧化涂層既有陶瓷涂層的高性能，又保持了陽極氧化涂層與基體的結合力，可以極大的提高基體材料的耐蝕性。等離子體電解氧化是一種在輕金屬表面原位生長氧化物陶瓷涂層的新技術。但是，至今只有鋁合金的等離子體電解氧化處理比較成熟，且已經開始工業化應用，而鎂合金的等離子體電解氧化處理多數處于研究開發中。常見的制備鎂合金表面陶瓷涂層的方法是采用硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽等對鎂合金進行等離子體電解氧化處理，在鎂合金表面可獲得具有一定厚度的陶瓷涂層。這些方法所獲得的陶瓷層都能顯著提高鎂合金的耐蝕性。但是，這些技術所形成的陶瓷層涂層均為鎂的氧化物或氫氧化物為主的陶瓷涂層，質地疏松、表面硬度低、較脆，且在涂層內容易形成空穴和裂紋，遇水易發生腐蝕。鑒于以上考慮，開發一種等離子體電解氧化方法在鎂合金表面制備一層與基體結合牢固、有較厚厚度且致密少孔、耐腐蝕性強疏水的氧化鋯陶瓷涂層，是充分發揮其優勢、克服其劣勢、擴大其應用領域行之有效的辦法。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎂或鎂合金耐腐蝕疏水性等離子體電解氧化液，該電解液不含Cr^6＋，且能夠提高所得涂層的耐蝕性、疏水性和與基體的結合力。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種鎂或鎂合金耐腐蝕疏水性等離子體電解氧化液， 采用去離子水配制，每升電解液中含有6～20g的氟鋯酸鹽以及下述中的一種：

0.1～1.5g的磷酸二氫鈉、0.1～2.5g的磷酸氫二鈉和0.1～1.5g的磷酸。

上述中，優選的是，所述氟鋯酸鹽、磷酸鹽為其鈉鹽或者鉀鹽。

上述中，優選的是，每升電解液中含有8～18g的氟鋯酸鹽。

另外，優選的是，每升電解液中含有0.3～1.2g的磷酸二氫鈉，或者，每升電解液中含有0.5～2.0g的磷酸氫二鈉，或者，每升電解液中含有0.3～1.2g的磷酸。

配制電解液：

在去離子水中，首先加入氟鋯酸鹽，充分攪拌溶解完全，然后再加入磷酸二氫鈉，磷酸氫二鈉和磷酸中的一種，充分攪拌溶解完全，即得。

等離子體電解氧化：

以鎂或鎂合金為陽極、不銹鋼板為陰極，其中陰極面積：陰極面積> 7 cm²。在上述配好的電解液中，采用直流電源，在恒定電壓為430～550V、陰陽極板間距為3～15cm的條件下進行等離子體電解氧化，在120～600s內加壓至430～550V，維持電解液溫度為25～45℃，處理時間為3～60min。

本發明技術中所用電解液不含Cr^6＋，對環境沒有太大污染。所得涂層表面光滑。陶瓷外觀致密少孔、主要由單斜和四方相的氧化鋯陶瓷物相組成，厚度約為18～100μm。

本發明具有如下優點：

1.本發明技術中所用的等離子體電解氧化液不含對人體和環境危害很大的Cr^6＋，溶液成分非常簡單，易于控制，不含易分解成分，工藝穩定。

2.采用本發明制得的涂層，表面光滑、有較厚厚度且致密少孔、結合牢固、涂層主要由耐腐蝕性強且表面疏水的氧化鋯組成。

3.本發明操作簡單，原料易得，適于工業化生產。

對所制得涂層的組成和性能檢測表明，本發明使鎂合金表面的等離子體電解氧化鋯陶瓷涂層的耐腐蝕性較基體鎂合金提高了約6個數量級，較傳統MgO和Mg(OH)₂等離子體電解氧化陶瓷涂層的腐蝕性能提高了約3個數量級。且涂層呈現疏水特性。

具體實施方式

實施例一：

采用去離子水配制，每升電解液中含有8g的氟鋯酸鈉以及1.2g的磷酸二氫鈉。

配制方法：在去離子水中，首先加入氟鋯酸鈉鹽，充分攪拌溶解完全，然后再加入磷酸二氫鈉，充分攪拌溶解完全，即得。

實施例二：