[發(fā)明專利]一種鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310082863.7
• 申請(qǐng)日: 2023-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN115807213B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董海榮;李強(qiáng);謝冬柏;姜衛(wèi)國;蘇建民;郭輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊科技學(xué)院
• 主分類號(hào): C23C14/34
• 分類號(hào): C23C14/34;C23C14/16;C23C14/10;C23C14/00
• 代理公司: 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 李茜

本發(fā)明公開了一種鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層及其制備方法，涉及鎂合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用磁控濺射方法，結(jié)合氬離子刻蝕，在鎂合金表面依次濺射AlSi層和SiOsubgt;2/subgt;層，形成AlSi/SiOsubgt;2/subgt;復(fù)合膜層，所制備的AlSi/SiOsubgt;2/subgt;膜層與鎂合金基體結(jié)合良好，膜層表面無明顯孔隙，表面粗糙度相較于微弧氧化法制得的膜層的粗糙度明顯減少，同時(shí)膜層表面產(chǎn)生了納米級(jí)的微結(jié)構(gòu)，膜層潤(rùn)濕接觸角明顯較大，達(dá)到157.5°，具有明顯的超疏水特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎂合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金質(zhì)量輕，其密度只有1.7kg/m³，是鋁的2/3，鋼的1/4，具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性，容易加工，廢品率低，具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，非常適合用于汽車的生產(chǎn)中，同時(shí)在航空航天、便攜電腦、手機(jī)、電器、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用空間。然而，由于其化學(xué)活性高，易氧化，使用過程中表面很容易發(fā)生腐蝕，極大地限制了鎂合金在航空航天、便攜電腦、手機(jī)、電器、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

因鎂合金的耐腐蝕性能較差，通常需要采用一定的表面處理工藝來提高其表面耐蝕性能。鎂合金常用的表面處理方法包括電鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化、陽極氧化、微弧氧化等，其中微弧氧化（MAO）作為一種較新的表面處理工藝，由于可以在鎂合金表面原位生成一層陶瓷膜層，在一定程度可以提高鎂合金的耐蝕性能。但是，由于微弧氧化膜層表面存在一定的孔隙，且粗糙度較大，具有較大的親水性，因此在提高鎂合金耐腐蝕性能方面有一定的限制。

而通過在鎂合金表面制備一層具有超疏水性的膜層，在其超疏水的作用下，該膜層將使得鎂合金表面有更好的耐蝕能力，除此之外，超疏水復(fù)合膜層的制備，也將促進(jìn)鎂合金在超疏水領(lǐng)域其他方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層及其制備方法。采用磁控濺射法，依次在鎂合金表面濺射沉積AlSi層及SiO₂層，形成AlSi/SiO₂復(fù)合膜層，所述AlSi/SiO₂膜層具有良好的超疏水性能，不僅能提高鎂合金的耐腐蝕性能，也能促進(jìn)鎂合金在超疏水領(lǐng)域其他方面的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面，提供了一種鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層的制備方法，包括以下步驟：

（1）鎂合金試樣進(jìn)行表面預(yù)處理；

（2）采用Al靶材和Si靶材，在步驟（1）表面預(yù)處理后的鎂合金試樣上濺射AlSi層；

（3）將Al靶材更換為Si靶材，在步驟（2）表面附著AlSi層的鎂合金試樣上濺射SiO₂層，取出鎂合金試樣，即得鎂合金表面超疏水復(fù)合膜層。

優(yōu)選的，步驟（1）中，所述鎂合金為AZ31、AM60、AZ91D或WE43中的一種。

優(yōu)選的，步驟（1）中，鎂合金試樣表面預(yù)處理的方法為：將鎂合金試樣依次用400#、800#、1500#的砂紙打磨，再經(jīng)拋光處理后，依次放入丙酮、去離子水和無水乙醇中各超聲波清洗3~10min，吹干。

優(yōu)選的，Al靶材和Si靶材的純度≥99.99%。

優(yōu)選的，步驟（2）中，濺射AlSi層的方法為：將步驟（1）得到的表面預(yù)處理后的鎂合金試樣放入磁控濺射真空室中，四個(gè)靶位交替放入兩個(gè)Al靶材和兩個(gè)Si靶材，調(diào)節(jié)靶材與鎂合金試樣的距離為80mm后，抽真空，通氬氣，對(duì)靶材進(jìn)行濺射清洗，待靶材濺射清洗結(jié)束后，調(diào)節(jié)氬氣流量和真空室氣壓，結(jié)合氬離子刻蝕，在鎂合金試樣表面磁控濺射AlSi層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，氬氣純度≥99.999%。