[發(fā)明專利]用于微弧氧化的電解液、微弧氧化方法及鋁或鋁合金材料有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710060909.X | 申請日： | 2017-01-25 |
| 公開（公告）號： | CN106835234B | 公開（公告）日： | 2019-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳忠振;季順平;翁宇昌;馬正永;林海;潘鋒 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京大學(xué)深圳研究生院 |
| 主分類號： | C25D11/06 | 分類號： | C25D11/06 |
| 代理公司： | 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281 | 代理人： | 郭燕;彭家恩 |
| 地址： | 518055 廣東省*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 氧化 電解液 方法 鋁合金 材料 | ||
本申請公開了一種用于微弧氧化的電解液、微弧氧化方法及鋁或鋁合金材料。本申請的用于微弧氧化的電解液，包括終濃度為5?40g/L的磷酸鹽、1?10g/L的氟化物和1?15g/L的銨鹽，溶劑為蒸餾水。本申請的用于微弧氧化的電解液，能夠在金屬表面形成特殊的疏水陶瓷層，對水的接觸角可以達到100°?180°，使被處理工件具備易清潔或自清潔、防指紋、防霧、防結(jié)冰、水中減阻、耐腐蝕等多種性能。并且相對有機疏水涂層，采用本申請的電解液形成的疏水陶瓷層具有不易老化、壽命長和力學(xué)性能好等特點。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及合金材料表面改性領(lǐng)域，特別是涉及一種用于微弧氧化的電解液、微弧氧化方法及鋁或鋁合金材料。
背景技術(shù)
具有疏水或超疏水性能的材料可以實現(xiàn)自清潔、防指紋、防霧、防結(jié)冰、水中減阻、耐腐蝕等多種性能，但是目前疏水或超疏水性能的實現(xiàn)卻比較復(fù)雜，一般首先要制作微/納米結(jié)構(gòu)，然后再通過涂覆一層低表面能的材料來實現(xiàn)。然而，一方面制作微納結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，成本高，另一方面低表面能的材料一般為含Si或F的有機物，其抗老化性能差，力學(xué)性能差，使得疏水性能具有一定時效性，因此不適合用在高層建筑、艦船、飛機等力學(xué)性能要求高，壽命要求長的領(lǐng)域。
鋁及其合金因其低密度、高比強度及易加工成型等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天、醫(yī)療器械、軍事國防以及3C產(chǎn)品等多個領(lǐng)域。如果在鋁及其合金上制備力學(xué)性能好、且壽命長的疏水或超疏水涂層，將滿足國民經(jīng)濟更廣泛的應(yīng)用，比如自清潔、防結(jié)冰和冰雪覆蓋、船只與武器減阻等各方面。
微弧氧化法可以在鋁及其合金表面生成高結(jié)合力的氧化物陶瓷涂層，具有很好的力學(xué)性能和超長的使用壽命。但是，現(xiàn)有的微弧氧化方法在鋁或鋁合金表面所形成的氧化物陶瓷層，主要注重力學(xué)性能的改善，無法實現(xiàn)疏水性。
發(fā)明內(nèi)容
本申請的目的是提供一種新的用于微弧氧化的電解液，基于該電解液的微弧氧化方法，以及采用該微弧氧化方法制備的表面疏水陶瓷層的鋁或鋁合金材料。
本申請采用了以下技術(shù)方案：
本申請一方面公開了一種用于微弧氧化的電解液，包括終濃度為5-40g/L的磷酸鹽、1-10g/L的氟化物和1-15g/L的銨鹽，溶劑為蒸餾水。
需要說明的是，本申請的電解液主要是針對微弧氧化在金屬材料表面形成疏水陶瓷層而研究的，與現(xiàn)有的微弧氧化膜層不同的是，采用本申請的電解液，能夠在金屬表面形成疏水陶瓷層，能夠滿足疏水或超疏水材料的使用需求，使其具備自清潔、防指紋、防霧、防結(jié)冰、水中減阻、耐腐蝕等多種性能；并且，所形成的疏水陶瓷層具有不易老化、壽命長和力學(xué)性能好的特點。其中，通過疏水陶瓷層隔絕水溶液，避免水溶液或水分子與金屬表面直接接觸，從而起到耐腐蝕的效果。
優(yōu)選的，磷酸鹽選自六偏磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉、磷酸三鈉和焦磷酸鈉中的至少一種。
優(yōu)選的，氟化物選自氟化鈉、氟化鉀、氟化銨中的至少一種。
優(yōu)選的，銨鹽選自草酸高鐵銨、草酸銨、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、碳酸銨中的至少一種。
優(yōu)選的，電解液的pH值為5-8，電解液的離子電導(dǎo)率為5-60mS cm-1。
本申請的另一面公開了一種采用本申請的電解液的微弧氧化方法。
優(yōu)選的，電解液的溫度控制在20℃-50℃；微弧氧化方法使用的電源為脈沖電源，脈沖電源處理參數(shù)為，恒流模式下，電流密度3-10A/dm2、處理時間1-30min、頻率50-3000Hz；或者恒壓模式下，電壓300-500V，處理時間1-30min、頻率50-3000Hz。
優(yōu)選的，本申請的微弧氧化方法，包括以下步驟，
1)前處理，包括打磨、脫脂和去離子水洗滌；
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