[发明专利]镁锂合金表面微弧氧化自组装超疏复合涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种镁锂合金表面处理方法，具体地说是一种镁锂合金表面超疏复合涂层的制备方法。

背景技术

镁锂合金是一种新型的轻质合金材料，随锂含量的增加，镁锂合金结构将发生由密排六方与体心六方共存，再到体心六方的转变，不仅降低了镁合金的密度，而且改善了合金的延展性和塑性。镁锂合金具有较高的比刚度和比强度，优良的减振性能以及较强的抗高能粒子穿透能力，在航空、航天、汽车和电子、通讯等领域具有广阔的应用前景。目前限制镁锂合金应用的瓶颈在于其极差的耐蚀性能，主要原因是合金内部的第二相或杂质引起的电偶腐蚀和镁锂合金表面氢氧化物膜层的稳定性差导致的点腐蚀，通过改进制备技术提高合金的自身性能以及合金表面处理是解决这一问题的两个主要途径。目前的研究主要集中于高性能镁锂合金的制备和性能方面。由于锂的高化学活泼性，镁锂合金在传统的高温或液相表面处理环境中极易腐蚀，造成表面处理与表面腐蚀同时进行，表面处理效果不佳。迄今为止关于镁锂合金表面处理的研究报道较少，主要包括超疏处理、化学转化、化学镀镍、阳极氧化、等离子体气相沉积和激光粒子注入等。化学转化、化学镀镍以及阳极氧化所得到的膜层的致密性、耐蚀性能及与基体结合能力均较差，适用于短期防护，一般为后续涂层打底。等离子体气相沉积法和激光粒子注入法能够显著提高合金耐蚀和耐磨能力，但由于其成本过高和一次性处理工件面积有限，不适合大面积镁锂合金工件的表面处理。

微弧氧化是将铝、镁、钛等金属或其合金置于特殊的电解液中，利用电化学方法使材料表面产生微火花放电，在热化学、电化学和等离子化学的共同作用下在这些材料表面原位生成陶瓷膜的方法。利用微弧氧化技术可在金属及其合金表面生长具有不同性能的陶瓷膜，如耐磨、耐蚀、耐冷热冲击的保护膜以及具有催化作用、与生物兼容或对气体敏感的功能性陶瓷膜。微弧氧化反应中火花放电作用的本质决定了氧化膜表面多微孔的形貌特征，亲水性的微弧氧化膜由于高的孔隙率必然会导致腐蚀介质的渗入，低溶度积的组分（譬如氢氧化锂、氢氧化镁、氧化锂、氧化镁等）被逐渐溶解，造成高活性金属位点与溶液直接接触发生化学反应，产生气体，最终导致膜层开裂甚至脱落，从而降低膜层的耐蚀性。因此有必要开发复合处理技术，以期消除微弧氧化膜的结构缺陷，延缓腐蚀介质在膜层微孔及裂纹中的传递，阻碍腐蚀通道的形成，进而大幅度改善镁锂合金的耐蚀性能。