[發(fā)明專利]一種微弧氧化電解液及在基體表面制備金黃色陶瓷層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610179177.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN105734639B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳飛;張玉林;于佩航;朱鑫彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類號(hào): C25D11/06
• 分類號(hào): C25D11/06
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,李闖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在基體(本發(fā)明所述基體是指鋁或鋁合金，例如：型號(hào)為L(zhǎng)Y12、5025、5252的鋁合金)表面原位生長(zhǎng)有色陶瓷層領(lǐng)域，尤其涉及一種微弧氧化電解液及在基體表面制備金黃色陶瓷層的方法。

背景技術(shù)

鋁質(zhì)材料是用量?jī)H次于鋼鐵的重要金屬材料，在航空航天、交通運(yùn)輸、印刷、建筑等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。由于鋁質(zhì)材料顏色單一、耐蝕性差，因此為了提高鋁質(zhì)材料的裝飾效果和抗腐蝕性能，鋁質(zhì)材料一般都要進(jìn)行表面處理。

目前，比較成熟的在鋁合金表面進(jìn)行著色的方法主要有陽極氧化膜染料著色法、陽極氧化膜電解著色法、陽極氧化直接著色法，但這些著色方法都存在較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。為了解決這些著色方法的環(huán)境污染問題，研發(fā)人員提出了一種新型表面處理技術(shù)——微弧氧化，它突破了傳統(tǒng)陽極氧化技術(shù)中對(duì)工作電壓的限制，將工作區(qū)域引入到了高壓放電區(qū)，利用微弧放電產(chǎn)生的瞬間高溫?zé)Y(jié)作用直接在基體表面原位生長(zhǎng)陶瓷層，從而提高這些材料的表面性能。微弧氧化技術(shù)能夠同時(shí)對(duì)大量形狀復(fù)雜的零件進(jìn)行全方位的表面處理，不受材料尺寸形狀的限制，而且不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，因此微弧氧化是一種極具發(fā)展前景的金屬表面處理技術(shù)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，使用微弧氧化處理對(duì)基體進(jìn)行著色只能在基體表面制備出金黃色或黑色的陶瓷層，很難得到顏色鮮艷的陶瓷層；在一些文獻(xiàn)中曾提及通過在酸性微弧氧化電解液中添加Cu²⁺、Co⁺等金屬陽離子能在基體表面制備出藍(lán)色陶瓷層，但酸性微弧氧化電解液會(huì)對(duì)微弧氧化設(shè)備造成較大腐蝕，容易引發(fā)安全事故，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種微弧氧化電解液及在基體表面制備金黃色陶瓷層的方法，能夠在基體表面制備出與基體結(jié)合力強(qiáng)的金黃色陶瓷層，而且不會(huì)對(duì)微弧氧化設(shè)備造成腐蝕，也不會(huì)造成環(huán)境污染。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種微弧氧化電解液，由水、成膜劑、著色劑、表面活性劑、pH值調(diào)節(jié)劑混合而成，并且各組分的含量為：在每升水中，成膜劑為8～20g，著色劑為1.1～11g，表面活性劑為3～5g；而pH值調(diào)節(jié)劑的用量使該微弧氧化電解液的pH值在20℃時(shí)達(dá)到9～10；其中，所述成膜劑為可溶性偏鋁酸鹽；所述的著色劑由鎢酸鈉和高錳酸鉀按照10:1的質(zhì)量比混合而成。

一種在基體表面制備金黃色陶瓷層的方法，采用了上述技術(shù)方案中所述的微弧氧化電解液進(jìn)行微弧氧化處理，并且微弧氧化的處理時(shí)間為5～60min，微弧氧化的工作電壓為250～450V。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的微弧氧化電解液采用采用可溶性偏鋁酸鹽作為成膜劑，并采用鎢酸鈉與高錳酸鉀按照10:1的質(zhì)量比混合作為著色劑，同時(shí)通過對(duì)成膜劑、著色劑、表面活性劑三者的配比進(jìn)行調(diào)整，以及對(duì)微弧氧化的處理時(shí)間和工作電壓進(jìn)行有效控制，從而能夠在基體表面制備出與基體結(jié)合力強(qiáng)的金黃色陶瓷層。此外，由于該微弧氧化電解液中不含對(duì)環(huán)境污染較大的重金屬離子，而且該微弧氧化電解液的pH值為9～10，呈堿性，因此本發(fā)明所提供的微弧氧化電解液及在基體表面制備金黃色陶瓷層的方法不會(huì)對(duì)微弧氧化設(shè)備造成腐蝕，也不會(huì)造成環(huán)境污染，能夠滿足各種行各業(yè)對(duì)金黃色表面的基體的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為采用Bruker D8-Focus型X-射線衍射儀對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1加工出的表面原位生長(zhǎng)出金黃色陶瓷層的LY12鋁合金圓片進(jìn)行檢測(cè)，從而得到的X-射線衍射圖譜(XRD圖譜)。

圖2為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1加工出的表面原位生長(zhǎng)出金黃色陶瓷層的LY12鋁合金圓片進(jìn)行厚度檢測(cè)，從而得到如圖2所示的LY12鋁合金圓片厚度示意圖。

圖3為采用SSX-550掃描電子顯微鏡對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1加工出的表面原位生長(zhǎng)出金黃色陶瓷層的LY12鋁合金圓片進(jìn)行拍攝而得到的掃描電子顯微鏡照片。

圖4為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1加工出的表面原位生長(zhǎng)出金黃色陶瓷層的LY12鋁合金圓片進(jìn)行陶瓷層結(jié)合力檢測(cè)，從而得到的結(jié)合力示意圖。

具體實(shí)施方式