[發明專利]具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層及制備方法

有效

• 申請號: 201611032260.2
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106591899B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 侯樂干;巫瑞智;李炳成;龍睿穎;吉朋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56;C25D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層及制備方法。在電鍍液中以純鎳片為陽極、經預處理的鎂鋰合金為陰極，在進行電鍍，電鍍完畢的鎂鋰合金放入硬脂酸乙醇溶液中浸泡，形成的Ni?Cu?納米SiC功能鍍層；鍍液中的Ni²⁺和Cu²⁺兩種沉積離子，電鍍過程生成的鎳與銅晶粒在鎂鋰合金表面的生長過程中將碳化硅粒子裹挾入鍍層，所述鍍層在主階層結構即主干上形成次級結構即樹枝，呈菜花狀凸起的微米?納米復合階層結構，次級結構呈菱形片狀凸起。本發明在鍍層中添加光催化劑SiC納米粒子，通過改變鍍層表面化學組成，實現鍍層親疏水轉換，以拓寬鎂鋰合金在工程應用領域應用范圍。

技術領域

本發明涉及的是一種鎂鋰合金材料的表面改性技術。具體地說是一種在鎂鋰合金表面形成的兼具超疏水性和光致親疏水轉換功能的鍍層及其制備方法。

背景技術

鎂鋰合金是最輕的結構金屬材料，在航空航天、軌道交通、運動器材以及3C產業等具有較好的應用前景，而其存在耐蝕性差的問題成為鎂鋰合金工程應用推廣的瓶頸。目前，在鎂鋰合金表面進行鍍覆超疏水層是一種提升合金耐腐蝕性可行的辦法之一。然而，鎂鋰合金作為結構件在生產加工或后期應用清理維護過程中部分處理工藝(著色和清洗等)通常需要在水基溶液中完成，具備超疏水層的鎂鋰合金增加了工藝實施的難度，因而，具備親疏水轉換功能的超疏水鍍層可以有效解決上述問題。除此之外，以超疏水層為基礎的光致親疏水轉換表面在傳感器、分離裝置和微流器件等方面具有廣闊的應用前景，因此研究鎂鋰合金表面兼具超疏水性和親疏水轉換功能的鍍層對拓寬鎂鋰合金應用范圍有重要意義。

光致親疏水鍍層的超疏水-超親水轉換主要是通過光誘導鍍層表面潤濕角的變化實現的，通常具有光催化誘導潤濕角變化的材料有：具有光催化表面的金屬氧化物，例如，TiO₂,ZnO,WO₃,V₂O₅和SnO₂等，通過形成或失去材料表面氧空位實現材料表面潤濕角變化，從而實現親疏水轉換功能；其它光催化金屬鉍、陶瓷顆粒SiC等，在光誘導作用下催化硬脂酸的分解以及后期的人工硬脂酸的修飾實現鍍層表面潤濕性的消除與恢復，使鍍層實現親水-疏水的功能轉換。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兼具超疏水性和光致親/疏水性轉換的具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層。本發明的目的在于提供一種具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層的制備方法。

本發明的具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層為：通過電鍍在鎂鋰合金上形成的Ni-Cu-納米SiC功能鍍層；鍍液中的Ni²⁺和Cu²⁺兩種沉積離子，電鍍過程生成的鎳與銅晶粒在鎂鋰合金表面的生長過程中將碳化硅粒子裹挾入鍍層，所述鍍層在主階層結構即主干上形成次級結構即樹枝，呈菜花狀凸起的微米-納米復合階層結構，次級結構呈菱形片狀凸起。

本發明的具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層的制備方法為：在電鍍液中以純鎳片為陽極、經預處理的鎂鋰合金為陰極，在輸出電壓為2.7V、輸出電流為0.09A的條件下進行電鍍，電鍍完畢的鎂鋰合金放入硬脂酸乙醇溶液中浸泡，所述電鍍液的組成為：硫酸鎳250g/L-350g/L、五水硫酸銅0.1g/L-1.5g/L、硼酸30g/L-40g/L、氟化氫銨17g/L-20g/L、十二烷基硫酸鈉0.3g/L-0.5g/L和碳化硅0.5g/L-40g/L。

本發明的具有光致親水與疏水轉換功能的鎂鋰合金超疏水鍍層的制備方法還可以包括：

1、陽極與陰極的面積比為2:1。

2、電鍍液中五水硫酸銅的濃度1.3g/L，SiC濃度為20g/L。