[發明專利]一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法

有效

• 申請號: 202110947601.3
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113652630B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 孫建;陳卓;朱香存;杜曉東
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C23C8/20
• 分類號: C23C8/20;C23C10/30
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

1.一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)鎂鋰合金材料的準備及表面預處理：用線切割將鎂鋰合金板材切割成方板，用砂紙將其表面打磨拋光，并在蒸餾水和無水乙醇中清洗以去除表面油污，隨后在清潔的鎂鋰合金表面涂抹一層促滲劑；

(2)高能球磨處理的準備：將預處理后的鎂鋰合金板材置于高能球磨機附屬球磨罐中，向球磨罐中放入一定數量的鋼球，同時放入鈦、鋁所組成的混合金屬粉末，再加入一定量的促滲劑，然后在真空手套箱中將球磨罐內的空氣完全排出后充入氮氣，并將球磨罐密封好，其中，金屬粉末中鈦、鋁的質量比例為1-5：0-2，粉末總重量為5-10g，促滲劑的總重量為0.5-3g，所述促滲劑為稀土鈣鈦礦氧化物中的一種或多種，所述稀土鈣鈦礦氧化物為LaFeO₃、SmCoO₃、LaCoO₃；

(3)高能球磨處理：開啟高能球磨實驗機開關，在流動的氮氣氛圍下對樣品進行高能球磨處理，然后通過高能球磨機的高速振動，鋼球、粉末、鎂鋰合金以及促滲劑在氮氣氛圍中發生劇烈的碰撞，從而在球磨罐中產生一定的溫度，并在促滲劑的催化作用下，氮氣釋放出高濃度的活性氮原子，另外鈦粉和鋁粉在鋼球撞擊的作用下，在鎂鋰合金表面逐漸形成納米結構的合金涂層，而且在形成涂層的同時，活性氮原子又在機械力、催化效應以及納米效應的作用下逐步滲入到合金化涂層的內部，從而形成含氮的合金化涂層。

2.根據權利要求1所述的一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，方板的尺寸為20mm×20mm×5mm，清洗采用超聲震洗5-10 min。

3.根據權利要求1所述的一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于：所述步驟（2）中，鋼球直徑為2-8 mm，鋼球的數量為20-40顆。

4.根據權利要求1所述的一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于：所述促滲劑包括LaFeO₃、SmCoO₃、LaCoO₃，所述LaFeO₃、SmCoO₃、LaCoO₃的質量比為3-8:1-5:1-5。

5.根據權利要求1所述的一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，高能球磨機的振頭的超聲振動頻率為50Hz。

6.根據權利要求1所述的一種室溫下在鎂鋰合金表面制備含氮改性層的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，球磨時間為1-7h，且在處理過程中，每球磨1h，需將球磨罐中重新充入氮氣，再繼續球磨。