[發(fā)明專利]一種鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111661245.5
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114289285A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚文輝;陳勇花;吳量;潘復(fù)生
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: B05D7/14
• 分類號: B05D7/14;B05D1/36;B05D5/08;B05D5/00;B05D3/00;B05D7/00;C23F11/12;C25D11/00
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 安莉

本發(fā)明公開了一種鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層的制備方法，先在鎂合金表面原位生長MgAl?LDH涂層，進一步為改善涂層的耐蝕性，借助LDH的離子可交換性，進行緩蝕劑苯甲酸根離子的負載，后采用硬脂酸對MgAl?LDH進行低表面能改性處理，最后將添加二氧化硅納米顆粒的潤滑油灌注到MgAl?LDH涂層中，形成SLIPS復(fù)合涂層。本發(fā)明還公開了通過該制備方法所制備的耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層。該SLIPS復(fù)合涂層中灌注的液體層可有效隔絕外界環(huán)境與鎂合金基體間的直接接觸，從而同時達到耐腐蝕、耐磨損的效果。該制備方法成本低、操作簡便，可極大提高工業(yè)效率且實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金具有密度小、比強度高、彈性模量大、導(dǎo)熱性好、儲量豐富等優(yōu)異特性，在汽車、航空航天、運輸、電子通信、化工等領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，鎂的標準電極電勢較低，導(dǎo)致其化學(xué)活性高、耐腐蝕性能較差；另一方面，鎂的硬度較低，導(dǎo)致其耐磨性較差，從而顯著影響它的實際應(yīng)用價值和應(yīng)用范圍。因此，改善鎂合金的耐腐蝕、耐磨損性能以擴展其應(yīng)用范圍成為國內(nèi)外科研工作者的研究重點。

表面處理是在鎂合金表面生長、制備涂層，可有效避免基體與腐蝕介質(zhì)或摩擦副的直接接觸，從而可減少腐蝕的發(fā)生以及避免嚴重的摩擦磨損，提高鎂合金在工業(yè)應(yīng)用中的服役壽命。此外，由于表面處理方法眾多、操作簡便、功能性強、成本較低等，受到科研工作者的廣泛關(guān)注。截至目前，很多鎂合金涂層仍然存在與基體間結(jié)合力較差、化學(xué)或機械耐久性差、惡劣服役環(huán)境適用性差、維護成本高等關(guān)鍵問題。因此應(yīng)繼續(xù)探索具有更易維護、更易操作、更低成本、更低污染、更強功能性特點的表面處理工藝。

申請?zhí)?02110834632.8的發(fā)明專利公開了一種鎂合金表面SLIPS/LDHs復(fù)合膜層的制備方法及應(yīng)用，通過先在鎂合金基體上原位生長三元MgAlLa-LDHs膜層，進一步利用LDHs獨特的離子交換性能，進行陰離子苯甲酸根的負載，然后采用含氟硅烷對LDHs進行低表面能改性，從而可以實現(xiàn)在其表面進行二甲基硅油的灌注，制備出SLIPS/LDHs復(fù)合膜層；復(fù)合膜層良好的疏水性可有效隔絕外界腐蝕性離子對鎂合金基體的侵蝕；具有緩蝕作用的La離子、苯甲酸根離子及物理流動作用的潤滑液，可在鎂合金表面實現(xiàn)三重自修復(fù)一體化設(shè)計，但是該SLIPS/LDHs復(fù)合膜層改善鎂合金的耐磨損性能有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種簡單、易工業(yè)化生產(chǎn)以及廣泛推廣，且可實現(xiàn)耐腐蝕耐磨損一體化設(shè)計的鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層。本發(fā)明還提供了該鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面：一種鎂合金表面耐蝕耐磨SLIPS復(fù)合涂層的制備方法，其包括如下步驟：

1)先在鎂合金表面原位生長MgAl-LDH涂層：將打磨后的鎂合金放入電解液中，在130℃-150℃下進行水熱反應(yīng)10-15小時后，將鎂合金取出并使用純水進行3-5次清洗，獲得均勻生長MgAl-LDH涂層的鎂合金；

2)緩蝕劑層：將步驟1)獲得的MgAl-LDH涂層的鎂合金放入0.05-0.3M苯甲酸鈉溶液中，在溫度為55-75℃水浴中加熱3-5小時，獲得表面具有緩蝕劑層的鎂合金；

3)低表面能改性處理：將步驟2)獲得的表面具有緩蝕劑層的鎂合金放入含硬脂酸的無水乙醇溶液中，進行低表面能改性1-3小時，然后將低表面能改性后的鎂合金使用酒精清洗干凈，再進行干燥，獲得表面具有超疏水層的鎂合金；

4)灌注潤滑液：將含有二氧化硅納米顆粒的潤滑液滴加到步驟3)處理后的鎂合金表面，放置于5-25°角度的斜面上，讓多余的潤滑液流走，形成潤滑液層，進而獲得表面具有新型SLIPS復(fù)合涂層的鎂合金。