[发明专利]镁合金表面Ni-Cu-P/纳米TiO2化学复合镀层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学中的复合镀层制备技术领域，具体地说，是指一种镁合金表面Ni-Cu-P/纳米TiO₂化学复合镀层的制备方法。

背景技术

在多元化学镀中，Ni-Cu-P化学镀层的研究较多，如参考文献[1]：马壮，王茺，李智超.镁合金化学镀Ni-Cu-P三元合金耐磨性研究[J].电镀与精饰，2008，30(5)：4～6。参考文献[2]：马壮，王茺，李智超.铜含量对镁合金化学镀Ni-Cu-P镀层性能的研究[J].表面技术，2008，37(1)：34～36。参考文献[3]：[6]马壮，王茺，李智超.镁合金化学镀Ni-Cu-P三元合金耐蚀性研究[J].新技术新工艺，2008，(3)：85～87。但是所有研究均着眼于Ni-Cu-P化学镀层的耐磨性能和耐蚀性能，对其抗菌性能尚未研究。国内仅有天津大学关于“载银型Ni-P纳米抗菌复合镀层”。但其均在钢铁材料表面制备抗菌涂层。

Ni-P化学镀现已广泛用于钢、铜、塑料、陶瓷等材料的防护和装饰方面，化学镀Ni-P层具有高硬度、高耐磨性和优良的抗蚀性，是一种极有希望的新型表面强化技术。目前在钢铁表面已成功制备了Ni-P-SiC、Ni-P-Al₂O₃、Ni-P-TiO₂等复合化学镀层。而镁合金表面化学复合镀研究则较少，只有少量资料报导镁合金化学复合镀Ni-P-TiO₂试验且仅从耐磨、抗蚀角度研究，如何使Ni-Cu-P-纳米TiO₂复合镀层具备抗菌效果尚无报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金表面Ni-Cu-P/纳米TiO₂化学复合镀层的制备方法，该化学复合镀层在具有耐磨耐蚀性能的同时，具有很好的抑菌效果。本发明提供的制备方法通过如下步骤实现：

第一步，基体镁合金的前处理。

第二步，配置化学镀液。

每升镀液中各成分的含量为：硫酸镍12～32g/L；次亚磷酸钠含量在11～32g/L；柠檬酸其含量在12～27g/L；氟化氢铵含量在8～29g/L；硫脲0.2mg～1.2mg；十二烷基硫酸钠，0.01g/L～0.05g/L；硫酸铜含量在0.08～0.35g/L；纳米TiO₂2～10g.L^-1。

第三步，化学镀。

采用磁力搅拌器均匀分散镀液中的纳米TiO₂粉末，化学镀温度为80℃～85℃，PH为6.5～7，施镀1～2h，化学镀的镀速为0.22706mg.mm^-2.h^-1。

第四步，封孔。

第五步，热处理。

本发明的优点在于：

(1)Ni-Cu-P/纳米TiO₂复合镀层耐磨性和耐蚀性分别是基体的1.69倍和58.5倍，具有很好的耐磨和耐蚀性能。

(2)Ni-Cu-P/纳米TiO₂复合镀层有金属光泽，晶粒细小，镀层厚度约20μm；

(3)化学复合镀Ni-Cu-P/纳米TiO₂镀层最佳磨料磨损中与基体相对耐磨性为1.69，粘着磨损相对耐磨性为1.63。化学复合镀Ni-Cu-P/纳米TiO₂镀层在3.5％氯化钠中的平均腐蚀速率为0.98mg·mm^-2×10^-2，在5％的醋酸溶液中最佳平均腐蚀速率为0.354mg·mm^-2×10^-2。

(4)Ni-Cu-P/纳米TiO₂复合镀层具有优异的光催化性能，与TiO₂粉末的催化作用相当，这为TiO₂粉末找到了一个载体，可以增加抗菌性能的重复使用率，是抗菌技术与化学镀技术的完美结合。镀层在紫外光或自然光下均有光催化效果，在紫外光下催化效果更为明显。

(5)Ni-Cu-P/纳米TiO₂复合镀层的降解率明显，复合镀层的抗菌率可达90％以上，显有抑菌作用。抗菌机理分析得出，抗菌性能是纳米TiO₂、铜以及镍的杀菌作用共同影响的。

附图说明

图1为本发明提供制备方法流程图；

图2为加入4g.L^-1TiO₂化学复合镀层表面形貌；