[發明專利]一種具有超疏水MAO-LDH復合膜層的鎂合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202210368540.X
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114703529A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 閆淑芳;高恒;張澤華;紀國帥;楊傲;李占林;康雨欣;牛曉龍;王穎;朱若非;陳偉東;馬文;王海鷗
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30;C23C22/60;C23C28/04
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦

本發明公開一種具有超疏水MAO?LDH復合膜層的鎂合金及其制備方法，鎂合金由鎂合金基體、微弧氧化膜MAO層和超疏水改性LDH?SA層組成；所述微弧氧化膜MAO層位于所述鎂合金基體表面，所述超疏水改性LDH?SA層沉積在所述微弧氧化膜MAO層上；所述微弧氧化膜MAO層的厚度為5～10μm，所述超疏水改性LDH?SA層的厚度為5～20μm；其制備方法包括：鎂合金基體預處理后置于電解液中微弧氧化，然后將其置于LDH反應液中進行LDH沉積，最后進行超疏水改性，得到具有超疏水MAO?LDH復合膜層的鎂合金，該鎂合金在實現超疏水效果的同時腐蝕速率顯著降低，可用于航空航天、汽車、醫療器械、3C數碼等領域。

技術領域

本發明涉及耐腐蝕鎂合金技術領域。具體地說是一種具有超疏水MAO-LDH復合膜層的鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂及鎂合金作為21世紀的綠色工程材料，具有密度小(1.8g/cm³左右)、彈性模量大、強度高、消震性好、散熱好、承受沖擊載荷能力比鋁合金大，以及耐有機物和堿性的腐蝕性能好，導電導熱性和阻尼性好等特點，是航空航天、汽車、計算機等領域不可或缺的重要基礎材料。但是，鎂合金具有很高的化學和電化學活性以及極低的標準電極電位，所以其腐蝕問題一直是阻礙鎂合金發展的首要和核心問題。目前，在傳統陽極氧化技術上發展起來了一種表面處理方法-微弧氧化(Micro-arc Oxidation,MAO)，通過微區瞬間高溫燒結作用，在鎂等金屬表面原位形成以基體氧化物為主的陶瓷膜，可以有效提高鎂合金的耐蝕性。采用微弧氧化法在鎂合金表面形成的陶瓷膜層致密性好，與鎂合金基材結合緊密，使得鎂合金具有較好的耐腐蝕性。但這種方法制備的膜層表面通常會因電流擊穿而存在微小孔洞，并導致膜層表面存在少量微觀裂紋。這種微小孔洞或微觀裂紋為腐蝕離子提供了大量的腐蝕通道，從而導致鎂合金膜層的耐腐蝕性能嚴重降低。

目前，專利號“202110870154.6”公開了一種鎂合金表面MAO-LDH生物復合膜層及制備方法和應用；該發明通過在MAO層表面沉積LDH層以覆蓋和封堵MAO層表面因電流擊穿而產生的微小孔洞和微觀裂紋，從而提高其耐腐蝕性能；但這種MAO-LDH生物復合膜層的LDH層在MAO層上的沉積高度較低，且其表面濕潤角僅為80～85°，且腐蝕電流密度較高，達到1.0×10^-6～1.2×10^-6A·cm^-2，因而這種具有MAO-LDH生物復合膜層的鎂合金的耐蝕性不夠優良，在航空航天、汽車、計算機等領域使用時達不到理想的應用效果。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種具有超疏水MAO-LDH復合膜層的鎂合金及其制備方法，以解決現有技術中鎂合金表面的MAO-LDH復合膜層的潤濕角低于90°、腐蝕電流密度過大以及復合膜層與鎂合金基體結合力弱等問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種具有超疏水MAO-LDH復合膜層的鎂合金，由鎂合金基體、微弧氧化膜MAO層和超疏水改性LDH-SA層組成；所述微弧氧化膜MAO層位于所述鎂合金基體表面，所述超疏水改性LDH-SA層沉積在所述微弧氧化膜MAO層上；所述微弧氧化膜MAO層的厚度為5～10μm，所述超疏水改性LDH-SA層的厚度為5～20μm。

上述具有超疏水MAO-LDH復合膜層的鎂合金，所述鎂合金基體為AZ31鎂合金；所述超疏水改性LDH-SA層是層狀雙金屬氫氧化物LDH層經硬脂酸SA改性后得到的；所述層狀雙金屬氫氧化物LDH層的化學結構式為[Mg²⁺_1-x Ce³⁺_x(OH)₂][NO₃^-]_x·mH₂O，0.17＜x＜0.33；所述層狀雙金屬氫氧化物LDH層呈六方“花瓣形”層狀結構，所述層狀雙金屬氫氧化物LDH由六方片狀單元組成，并位于微弧氧化膜MAO層上，從而形成六方“花瓣形”層狀結構。