[發明專利]一種含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法

有效

• 申請號: 202010025569.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111020664B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李大龍;陳晗;王棟棟
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C25D11/20;C25D15/02
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明提供了一種含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法，涉及材料表面加工技術領域，該方法包括：本發明通過微弧氧化和電泳沉積交替作用，通過電泳沉積將石墨烯碎片沉積到陶瓷層上，再通過微弧氧化將沉積在表面和孔洞的石墨烯碎片再次摻入到陶瓷層內部，進而提高陶瓷層的耐腐蝕性能，得到了含石墨烯的更耐腐蝕的微弧氧化陶瓷層，本發明中，含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法運用微弧氧化技術和電泳沉積技術的交替作用，可使石墨烯進入到陶瓷層內部，使陶瓷層具有更好的耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及材料表面加工技術領域，尤其是涉及一種含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法。

背景技術

微弧氧化，是指在普通陽極氧化的基礎上，利用弧光放電增強并激活在陽極上發生的反應，從而在以鋁、鈦、鎂等金屬及其合金為材料的工件表面形成優質的強化陶瓷膜的方法，是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜，達到工件表面強化的目的。

電泳沉積是指在穩定的懸浮液中通過電場的作用，膠體的粒子沉積成材料的過程稱之為電泳沉積。通過在溶液中加入兩個電極，使溶液中懸浮的固體粒子在電場力的作用下向與粒子帶相反電荷的電極移動，使固體粒子沉積于被涂工件上。

石墨烯是一種具備極強、極輕、極高韌性以及良好導電性的只有一層原子厚度的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，能夠吸附和脫附各種原子和分子，因此，將這種材料在材料科學與工程領域具有很大的發展前景。

傳統微弧氧化陶瓷層的制備工藝都是通過在恒流或者恒壓條件下進行微弧氧化制備微弧氧化陶瓷層，雖能夠對基體起到一定的保護作用，但所得涂層性能并不能達到最優，仍能夠通過改善制備工藝使陶瓷層具有更好的耐腐蝕性能。

目前對于石墨烯微弧氧化陶瓷層制備研究較少，雖然有在電解液中加入石墨烯的專利及文章，但是由于石墨烯不容易進入陶瓷層中，耐腐蝕性能并不能提升很明顯。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法，得到耐腐蝕性更優的含石墨烯的微弧氧化陶瓷層。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種含石墨烯微弧氧化耐蝕陶瓷層的制備方法，包括以下步驟：

1)、基體表面預處理：

用砂紙對基體表面進行打磨，處理完畢后使用無水乙醇、去離子水對基體表面進行清洗；

2)、配置微弧氧化電解液；

使用去離子水配置硅酸鹽體系電解液，將配置好的硅酸鹽體系電解液靜置12h得到微弧氧化電解液；

3)、配置電泳沉積電解液：

將石墨烯碎片加入到有機溶劑中，超聲分散2～3h，再加入硝酸鹽，超聲分散0.5～1h得到電泳沉積電解液；

4)、陶瓷層的制備：

①、將基體放入微弧氧化電解液中，以預處理后的基體作為陽極，微弧氧化電解槽作為陰極，在20℃恒溫水浴的環境中，采用頻率為50～500Hz，交流脈沖電壓為400V～700V的交流電，在正負電壓比5:1的條件下，將基體在步驟2)所配置的微弧氧化電解液中進行微弧氧化5～10min，將所制得的第一試樣用去離子水洗凈；

②、使用直流電源80～120V，以碳板為陽極，第一試樣作為陰極，在室溫下，將第一試樣放入步驟3)所配置的電泳沉積電解液中進行電泳沉積3～7min，將所制得的第二試樣用去離子水洗凈；

③、再將第二試樣放入微弧氧化電解液中，以步驟①的微弧氧化條件進行微弧氧化1～10min，將第二試樣取出用去離子水洗凈，浸入去離子水中8h，并在空氣中晾干。