[发明专利]一种可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝氧化铁陶瓷膜的制备方法。

背景技术

LY12是含3.8％～4.9Cu、1.2％～1.8％Mg的高硬度铝合金，作为最为常用和最为重要的轻质结构材料已广泛应用于日常生活、工业、航空、航天等领域。而用于航空、航天、照相机、光学仪器、装饰等领域的LY12铝合金，由于需要借助其表面来控制温度和消除杂光，因此，对其太阳吸收率有特定的要求。

目前使LY12铝合金表面具有特定太阳吸收率的方法包括两类：一是通过阳极氧化着色或者电解着色得到的一种以阳极氧化膜为基础的涂层；另一类是粘结剂加染料混合后涂敷到基体表面。虽然这两种方法在LY12铝合金表面获得特定太阳吸收率的涂层已经应用于航空、航天、装饰等领域，但它们的空间稳定性、耐紫外辐照性、结合力等都不是很理想，且在制备过程中无法调节涂层的太阳吸收率。

发明内容

本发明为了解决现有方法使LY12铝合金表面具有特定太阳吸收率中存在空间稳定性、耐紫外辐照性和结合力均不好，且在制备过程中无法调节涂层的太阳吸收率的问题，而提供一种可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备方法。

可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备方法按以下步骤实现：一、采用化学除油工艺对LY12铝合金进行表面预处理，然后用蒸馏水清洗，再放入丙酮溶液中超声处理1～10min，经蒸馏水清洗后烘干；二、将烘干后的LY12铝合金置于微弧氧化电解槽中作为阳极，采用脉冲微弧氧化电源供电，在恒定电流模式下进行反应，得微弧氧化后的LY12铝合金；三、将微弧氧化后的LY12铝合金置于pH值为5.5～6.6、温度为94～100℃的蒸馏水中5～40min，即完成可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备；其中步骤二微弧氧化电解槽中的电解液由磷酸钠、氟化铵、乙二胺、硫酸亚铁、醋酸铜和乙二胺四乙酸钠溶解于水中制成，电解液中磷酸钠的浓度为5～20g/L，氟化铵的浓度为1～5g/L，乙二胺的浓度为5～20ml/L，硫酸亚铁的浓度为5～20g/L，醋酸铜的浓度为5～20g/L，乙二胺四乙酸钠的浓度为5～20g/L。

本发明通过微弧氧化技术在LY12铝合金表面获得氧化铝-氧化铁陶瓷膜，工艺简单、处理效率高、工艺成本低、无污染，所得陶瓷膜由内层致密层和外层的疏松层组成，空间稳定性和结合力均好；膜层厚度可控制在5～100μm，耐紫外辐照性好；本发明通过控制电解液中着色添加剂(硫酸亚铁和醋酸铜)的浓度，来调节陶瓷膜中氧化铁的含量，进而实现LY12铝合金表面太阳吸收率在0.4～0.9可控，且太阳吸收率是随着着色添加剂量的增加而增长，同时陶瓷膜具有高硬度、高耐腐蚀性、高稳定性、与基体结合力高的优势。

附图说明

图1是具体实施方式十六中LY12铝合金表面获得的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的元素分布图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备方法按以下步骤实现：一、采用化学除油工艺对LY12铝合金进行表面预处理，然后用蒸馏水清洗，再放入丙酮溶液中超声处理1～10min，经蒸馏水清洗后烘干；二、将烘干后的LY12铝合金置于微弧氧化电解槽中作为阳极，采用脉冲微弧氧化电源供电，在恒定电流模式下进行反应，得微弧氧化后的LY12铝合金；三、将微弧氧化后的LY12铝合金置于pH值为5.5～6.6、温度为94～100℃的蒸馏水中5～40min，即完成可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备；其中步骤二微弧氧化电解槽中的电解液由磷酸钠、氟化铵、乙二胺、硫酸亚铁、醋酸铜和乙二胺四乙酸钠溶解于水中制成，电解液中磷酸钠的浓度为5～20g/L，氟化铵的浓度为1～5g/L，乙二胺的浓度为5～20ml/L，硫酸亚铁的浓度为5～20g/L，醋酸铜的浓度为5～20g/L，乙二胺四乙酸钠的浓度为5～20g/L。

本实施方式步骤一中烘干是在温度为90～100℃的条件处理10min。

本实施方式步骤二中电解液温度通过冷却循环水控制。

本实施方式步骤二中干燥是在温度为90～100℃的条件处理10min。

本实施方式步骤二中磷酸钠为主成膜剂，氟化铵为辅助成膜剂，乙二胺为络合剂，硫酸亚铁和醋酸铜为着色添加剂，乙二胺四乙酸钠为电解液稳定剂。

本实施方式步骤三的目的是对微弧氧化后的LY12铝合金进行封孔。