[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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910400150.4
• 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(xué)
• 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

本發(fā)明涉及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，屬于鎂及鎂合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，其工藝步驟包括：在鎂合金表面制備金屬置換層，對碳納米管進(jìn)行修飾分散處理，并將其加入化學(xué)鍍液，得到化學(xué)復(fù)合鍍液。將表面有金屬置換層的鎂或鎂合金在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下置入化學(xué)鍍液，可得到含碳納米管改性復(fù)合鍍層，從而實(shí)現(xiàn)鎂合金表面鍍層在保證耐蝕防護(hù)性基礎(chǔ)上的功能化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及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。

背景技術(shù)

鎂合金具有多種優(yōu)異性能，例如輕量化、熱傳導(dǎo)性好、剛性高耐沖擊、可回收等特點(diǎn)，另外鎂合金有極佳的電磁屏蔽性，可以完全吸收頻率超過100db的電磁干擾。因此鎂合金非常適合用于3C類產(chǎn)品外殼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的制造。

鎂合金具備上述諸多性能優(yōu)勢的同時也有著明顯的缺陷，即鎂合金耐蝕性較差，這對其進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用造成了極大障礙。對鎂合金進(jìn)行表面處理是提高其耐蝕性是行之有效的方法。

為了解決鎂及鎂合金的耐蝕性問題，研究人員進(jìn)行了多方面的探索和研究，在鎂合金表面制備防護(hù)性化學(xué)鍍層是其中很具有代表性的一類，如在鎂合金表面制備化學(xué)鍍層。目前制備鎂合金化學(xué)鍍層的方法很多，有在鎂合金表面制備Ni-B化學(xué)鍍層(中國申請?zhí)枺?00610070858.0、200610005330.5)，Ni-P化學(xué)鍍層(中國申請?zhí)枺?01010605590.2)，以及以此為基礎(chǔ)的各種化學(xué)復(fù)合鍍層(中國申請?zhí)枺?00610134325.4、200910190902.5、201510838912.0)。目前鎂合金化學(xué)鍍工藝多采用二次浸鋅打底工藝或表面鈍化工藝，以保證鍍層具有附著力。其不足之處在于：1、浸鋅或表面鈍化工藝操作復(fù)雜，難以維護(hù)；2、降低化學(xué)鍍液的使用壽命；3、對含硅和稀土的鎂合金進(jìn)行傳統(tǒng)的浸鋅法或鈍化法化學(xué)鍍時，常常出現(xiàn)鍍層附著力差的現(xiàn)象。

碳納米管屬于一維納米材料，因其新奇的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等，成為物理、化學(xué)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。尤其是碳納米管顯示出較強(qiáng)的寬帶微波吸收性能，且導(dǎo)電性可調(diào)，是一種理想的微波吸收劑，將其與鎂合金防護(hù)性覆層結(jié)合起來，可進(jìn)一步提高鎂合金的電磁屏蔽性。但是，由于其比重較小，在復(fù)合材料中容易發(fā)生偏析和團(tuán)聚的現(xiàn)象。并且碳納米管的分散性以及與水溶液和金屬基體的融合性較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供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，本發(fā)明根據(jù)鎂合金表面強(qiáng)度低、耐蝕性差的狀況，對鎂合金表面采用化學(xué)鍍工藝制備防護(hù)性化學(xué)鍍層相結(jié)合的方法，可以避免空氣的污染和在鎂合金表面形成一層顯微硬度高，耐磨性和耐蝕性好，與鎂合金基體有良好結(jié)合力的合金化層。

本發(fā)明的目的在于提供一種鎂或鎂合金表面含碳納米管的Ni-P-MWNTs、Ni-B-MWNTs等改性復(fù)合鍍層及其制備方法，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

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，包括以下步驟：

a.超聲波除油：以丙酮或三氯乙烯有機(jī)溶劑對鎂合金試樣進(jìn)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；