[发明专利]一种镁合金表面疏水复合膜层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面腐蚀与防护领域，特别涉及一种镁合金表面疏水复合膜层及其制备方法。

背景技术

镁合金是有色金属中最具发展前景的结构材料，由于它具有十分优良的特性，在工业生产的各个领域都有着广泛的用途。但是，镁合金的标准电极电位比铝合金的标准电极电位还要负，这使得镁合金的耐蚀性很差，从而限制了它的应用。因此，常通过各种表面处理技术来提高其耐腐蚀性能。在镁合金表面制备疏水膜，一方面可以对镁合金表面起到防污、防水、自清洁等功能；另一方面则可以抑制镁合金的腐蚀，拓宽其应用领域。

微弧氧化技术由于其独特的优点成为镁合金最有前景的表面处理技术之一。但是，由于所形成的氧化膜是一种微孔结构，亲水性好，其自身的防护能力有限。有机镀膜是一种赋于金属材料表面多功能化和高性能化的有效方法。镁合金表面有机镀膜的制备过程简单、高效，是一种投资成本低和环境友好的表面处理方法。本申请提出研究具有良好结合力和腐蚀防护性能的微弧氧化有机镀疏水复合膜层的制备实用技术，对提高镁合金的耐蚀性能和扩大镁合金的应用范围有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金表面疏水复合膜层及其制备方法。

本发明的镁合金表面疏水复合膜层包括依次附着于镁合金表面的微弧氧化膜和有机镀膜。制备该镁合金表面疏水复合膜层的具体步骤为：

(1) 将镁合金依次用600#、800#、1200#耐水磨砂纸逐级打磨抛光，水洗，然后在碱性除油液中60~70 ℃下除油1~5分钟，再分别经热水和冷水洗，然后在无水乙醇中超声波清洗5~15分钟，再在去离子水中超声波清洗5~15分钟，冷风吹干备用；所述碱性除油液配方为：磷酸钠10~30 g/L，氢氧化钠10~30 g/L，碳酸钠30~50 g/L。

(2) 将经步骤(1)处理后的镁合金放入微弧氧化电解液中作为阳极进行微弧氧化处理，阴极为不锈钢，采用脉冲微弧氧化方式，设置处理参数为：终止电压180~220伏特，氧化时间10~20分钟，脉冲频率50~200赫兹，占空比30~70 %；所述微弧氧化电解液配方为：硅酸钠5~10 g/L，氟化钠5~10 g/L，氢氧化钠5~15 g/L。

(3) 有机镀膜采用三电极体系，将经步骤(2)微弧氧化处理后的镁合金放入去离子水中进行超声波清洗5~10分钟，烘干后作为研究电极，铂电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，利用CHI860D型电化学工作站，选择计时电位法进行有机镀膜过程，电解液为1~5 ml/L的三乙醇胺水溶液，有机镀膜结束后取出镁合金，经去离子水、无水乙醇、去离子水依次清洗后，于70~80℃进行干燥1~2小时，即制得镁合金表面疏水复合膜层；所述计时电位法的参数设置为：阴极电流0.1~1毫安，阳极电流0.1~1毫安，阴极时间10~60秒，阳极时间10~60秒，初始极性为阴极。

所述磷酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、无水乙醇、硅酸钠、氟化钠和三乙醇胺均为化学纯及以上纯度。

本发明的方法操作简单，所制备的镁合金表面疏水复合膜层与基体结合牢固，表面平整，具有较高的电化学阻抗，并具有疏水性，能够较好的提高镁合金的耐腐蚀性能。

附图说明

图1为本发明实施例制备的镁合金表面疏水复合膜层的SEM图。

图2为本发明实施例制备的镁合金表面疏水复合膜层的接触角测试图。

具体实施方式

实施例：

(1) 将AZ91镁合金依次用600#、800#、1200#耐水磨砂纸逐级打磨抛光，水洗，然后在70℃的碱性除油液中除油1分钟，再分别经热水和冷水洗，然后在无水乙醇中超声波清洗10分钟，再在去离子水中超声波清洗10分钟，冷风吹干备用；所述碱性除油液配方为：磷酸钠20g/L，氢氧化钠20g/L，碳酸钠40g/L。

(2) 将经步骤(1)处理后的AZ91镁合金放入微弧氧化电解液中作为阳极进行微弧氧化处理，阴极为不锈钢，采用脉冲微弧氧化方式，设置处理参数为：终止电压200伏特，氧化时间10分钟，脉冲频率50赫兹，占空比30%；所述微弧氧化电解液配方为：硅酸钠5 g/L，氟化钠8 g/L，氢氧化钠10 g/L。