[發(fā)明專利]一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法

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• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110004450A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮捷;國棟;趙嫚嫚
• 申請（專利權(quán)）人: 河北科技大學
• 主分類號: C23G1/22
• 分類號: C23G1/22;C23C18/31;C23C18/32;C23C18/36
• 代理公司: 北京匯捷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，包括以下步驟：

a.超聲波除油：以丙酮或三氯乙烯有機溶劑對鎂合金試樣進行超聲波除油處理，除油操作溫度為15℃～30℃，除油時間為8～l2分鐘；

b.堿洗液及操作條件：氫氧化鈉40g/L～60g/L，磷酸三鈉8g/L～12g/L，溫度55～65℃，時間為8～10分鐘；

c.鎂或鎂合金表面金屬置換液和金屬置換層的制備：以下濃度組分的水溶液其中包括濃度為0.001～8g/L的硫酸鈷、濃度為5～50g/L的硫酸鎳、濃度為1～100g/L的硫酸鋅其中一種或一種以上的復(fù)配物；以及濃度為0.001～80mg/L的十二烷基磺酸鈉、濃度為0.001～80mg/L的十二烷基硫酸鈉其中一種或一種以上的復(fù)配物；將經(jīng)過除油處理的鎂或鎂合金工件放入金屬置換液，控制溫度為25～40℃，時間0.5～10分鐘，在鎂或鎂合金表面得到金屬置換層；

d.碳納米管的修飾分散：將碳納米管分散進混酸溶液中，60～80℃下反應(yīng)1～3小時，隨后過濾洗滌，與濃氨水(25％-28％，質(zhì)量百分濃度)按照質(zhì)量比為1∶50～200充分混合分散，得到混合液，取含碳納米管量為0.001～2g/L的混合液和十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)0.001～4g/L，二者質(zhì)量比控制住1∶0.5～5范圍內(nèi)，以超聲波攪拌分散2～60分鐘進行修飾處理，得到分散性良好的碳納米管分散液；

e.將碳納米管分散液按照不高于1∶200的體積比比例加入Ni-P或Ni-B化學鍍液，得到Ni-P-MWNTs復(fù)合化學鍍液或Ni-B-MWNTs復(fù)合化學鍍液，將表面有金屬置換層的鎂或鎂合金在適當?shù)墓に嚄l件下置入上述鍍液，在鎂或鎂合金表面得到Ni-P-MWNTs改性復(fù)合鍍層或Ni-B-MWNTs改性復(fù)合鍍層。

2.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述混酸溶液為濃度為98％的硫酸與濃度為68％的硝酸的體積比為3∶1的比例配置溶液。

3.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述化學鍍液配方為：硫酸鎳10g/L～25g/L，檸檬酸8g/L～20g/L，氫氟酸0ml/L～20ml/L，氟化氫銨0g/L～30g/L，次亞磷酸鈉20g/L～30g/L，硫脲1mg/L～2mg/L，pH值5～6.5，溫度78℃～90℃，時間30～120分鐘。

4.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述化學鍍液配方為：硫酸鎳20g/L～30g/L，硼氫化鈉0.3g/L～2g/L，1,1-二甲基聯(lián)氨20ml/L～50ml/L，氫氧化鈉20g/L～30g/L，對甲苯磺酸鈉3g/L～8g/L，丙烯醛1g/L～2g/L，5-磺基水楊酸50mg/L～100mg/L，溫度78℃～90℃，時間30～120分鐘。

5.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述化學鍍液配方為：硫酸鎳18g/L，檸檬酸12g/L，氫氟酸10ml/L，氟化氫銨20g/L，次亞磷酸鈉22g/L，硫脲1mg/L，pH值6.8，溫度80±2℃，時間60min。

6.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，所述化學鍍液配方為：硫酸鎳30g/L，硼氫化鈉0.5g/L，1,1-二甲基聯(lián)氨50ml/L，氫氧化鈉25g/L，對甲苯磺酸鈉5g/L，丙烯醛l.5g/L，5-磺基水楊酸80mg/L，溫度85±2℃，時間120min。

7.如權(quán)利要求1所述的一種鎂或鎂合金表面含碳納米管改性復(fù)合鍍層的制備方法，其特征是，包括以下具體步驟：

a.鎂合金材料為鎂鋰合金，經(jīng)240、500、1000、1500號砂紙依次打磨。

b.超聲波除油：以丙酮對鎂合金試樣進行超聲波除油處理，除油操作溫度為25±2℃，除油時間為9分鐘。

c.堿洗液及操作條件：氫氧化鈉50g/L，磷酸三鈉9g/L，溫度58±2℃，時間為9分鐘。

d.金屬置換層的制備，溶液配制及操作條件如下：

CoSO₄·H₂O 5g/L，十二烷基硫酸鈉70mg/L，將經(jīng)過除油處理的鎂合金工件放入金屬置換液，控制溫度25℃，時間9min。

e.將碳納米管分散到混酸溶液中，70℃下反應(yīng)2小時，過濾洗滌，與濃氨水按照1∶100(質(zhì)量比)混合分散，取含碳納米管量為1.5g/L的混合液和十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)1g/L，以超聲波攪拌分散50分鐘進行修飾處理，得到分散性良好的碳納米管分散液。

f.將碳納米管分散液按照1∶150的比例加入Ni-P化學鍍液，得到Ni-P-MWNTs復(fù)合化學鍍液，將表面有金屬置換層的鎂或鎂合金在適當?shù)墓に嚄l件下置入上述鍍液，在鎂或鎂合金表面得到Ni-P-MWNTs改性復(fù)合鍍。

g.化學鍍液選用如下配方：

硫酸鎳25g/L，檸檬酸18g/L，氫氟酸20ml/L，氟化氫銨5g/L，次亞磷酸鈉30g/L，硫脲1mg/L，pH值6，溫度87±2℃，時間30min。

各步間去離子水洗，可得到鎂合金Ni-P-MWNTs鍍層。