[發(fā)明專利]基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910869088.3
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110424039B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧小鵬;李巖;張濤;王福會
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明屬于材料表面自修復(fù)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，解決了現(xiàn)有的技術(shù)中鎂合金表面涂層在腐蝕條件下耐蝕性差不能長效使用的問題。上述鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層由兩個部分組成，包括制備負(fù)載緩蝕劑的納米膠囊和將其加入電解液中制備自修復(fù)涂層。納米膠囊采用多層水滑石顆粒，負(fù)載緩蝕劑。微弧氧化涂層制備在磷酸鹽的弱堿性條件下制備。本發(fā)明制備的自修復(fù)涂層具有原料來源廣泛，成本低廉，制作步驟簡單等優(yōu)點(diǎn)，涂層在腐蝕條件下實(shí)現(xiàn)主動防護(hù)并及時形成新的保護(hù)層，從而有效解決常規(guī)涂層腐蝕環(huán)境下防護(hù)性能低的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料表面自修復(fù)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法。

背景技術(shù)

由于其優(yōu)異的輕質(zhì)性能和生物相容性，鎂及其合金是在汽車制造，航空航天，生物醫(yī)療以及電子設(shè)備領(lǐng)域有著防范的應(yīng)用前景。然而，由于其自身較高的化學(xué)活性和相對較差的耐腐蝕性能，極大地限制了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。等離子體電解氧化(PEO)是一種先進(jìn)的陽極氧化工藝，可在輕金屬表面形成類似陶瓷的氧化物涂層。由PEO產(chǎn)生的氧化物層通常是堅(jiān)硬的，與基材結(jié)合力強(qiáng)并賦予良好的耐腐蝕性和耐磨性。盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于在涂層生長過程中存在著火花放電和氣體逸出，涂層通常存在著較高的高孔隙率，這種固有孔隙通常會損害并導(dǎo)致涂層的阻隔性能劣化。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鎂合金耐蝕性能較差及傳統(tǒng)表面處理技術(shù)提供的腐蝕防護(hù)作用有限的問題，提高了鎂合金使用壽命。

為了解決上述問題，本發(fā)明主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，該方法包括：制備負(fù)載緩蝕劑的納米膠囊，將其加入弱堿性的微弧氧化電解液中，利用微弧氧化制備負(fù)載納米膠囊的自修復(fù)微弧氧化涂層；其中，納米膠囊負(fù)載緩蝕劑的過程在中性、室溫條件下制備，自修復(fù)微弧氧化涂層在弱堿性電解液條件下制備。

所述的基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，納米膠囊為硝酸根型水滑石；負(fù)載的緩蝕劑為對鎂合金具有緩蝕效果的一種或兩種以上。

所述的基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，弱堿性的微弧氧化電解液為磷酸鹽體系，并利用堿性氫氧化物調(diào)節(jié)pH值為弱堿性。

所述的基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)緩蝕劑溶液配制：將緩蝕劑溶解在純水中，并調(diào)節(jié)pH值為6.5～7.5；

(2)納米膠囊負(fù)載緩蝕劑：將納米膠囊顆粒加入到配置好的緩蝕劑溶液中，置于室溫下，利用磁力攪拌器，攪拌5～10h，并離心洗滌得到負(fù)載緩蝕劑后的納米膠囊；

(3)電解液配置：根據(jù)選擇的緩蝕劑種類及所需要氧化層的成分種類配置微弧氧化電解液，溶液pH值為8～10，并將負(fù)載緩蝕劑后的納米膠囊加入到電解液中；

(4)微弧氧化涂層制備：將工件置于電解槽中，連通電源，調(diào)節(jié)電參數(shù)，采用脈沖直流電源，采用恒流或恒壓模式，恒流模式下，電流密度為1～10A/dm²，恒壓模式下，電壓值為300V～500V，脈沖頻率為50Hz～1000Hz，脈沖占空比為10～50％，時間為5～10min。

所述的基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，步驟(1)中，緩蝕劑的濃度為5g/L，緩蝕劑為富馬酸、釩酸鈉或十二烷基硫酸鈉。

所述的基于水滑石納米緩蝕微膠囊的鎂合金耐蝕自修復(fù)微弧氧化涂層的制備方法，步驟(2)中，納米膠囊在緩蝕劑溶液中的濃度為5g/L，負(fù)載緩蝕劑的納米膠囊中，緩蝕劑的重量比例范圍為1％-10％。