[发明专利]在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜的方法

说明书

本发明公开了一种在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜的方法。对铝合金基体依次进行洗涤、打磨、抛光、超声波水洗等预处理，最后干燥备用；配置自组装溶液，加入还原石墨烯，超声波分散，制得混合溶液，然后把前处理后的铝合金浸入混合溶液中浸泡后取出，放入去离子水中超声波清洗以去除铝合金表面未反应的小分子和溶剂，最后在真空干燥箱中固化，即实现在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜。本发明方法成本低，制备工艺简单，所制备的自组装膜具有高阻抗、低腐蚀电流密度，在铝合金基体上结合力好，能很好的提高铝合金表面防腐蚀能力，且对环境和设备不造成污染。

技术领域

本发明属于金属材料表面电化学腐蚀领域，特别涉及一种在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜的方法。

背景技术

铝及铝合金由于具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但在实际应用过程中，铝合金就呈现出表面硬度较低、耐磨性及耐蚀性差等诸多问题，这在很大程度上限制了铝合金的应用范围。铝合金成分和热处理对铝合金性能的提高固然很大，但在许多场合还要求铝合金表面具有耐磨、耐腐蚀等特殊性能，而且大部分铝合金材料的失效大都是从表面开始的，因而提高材料的表面性能显得尤为重要。目前通过自组装技术在基体表面形成由化学键连接的具有一定取向、紧密排列的二维有序的分子膜。该方法操作简单方便，无需复杂贵重的仪器，而且得到的自组装膜具有更强的稳定性和高耐蚀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜的方法。

具体步骤为：

（1）铝合金先用浓度为30~60 g/L的NaOH溶液除去表面包铝层；随后依次用600#、1000#和1200#砂纸打磨至光滑，用分析纯乙醇超声波清洗5~15 min，再在去离子水中超声波震动清洗5~30 min，80~120 ℃下烘干备用，得到处理过的铝合金。

（2）配制总体积为23~100 mL的溶液：其中包含20~65 mL无水乙醇，1~5 mL 双（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物，1~10 mL聚乙二醇200，1~20 mL浓度为100 g/L的硫化钾水溶液，用醋酸将溶液的pH值调至2~6，所得溶液在20~50 ℃磁力搅拌器中搅拌1~5 h，然后加入1~80 mg的还原石墨烯（rGO），超声波分散处理20~120 min，制得混合溶液。

（3）将步骤（1）得到的处理过的铝合金浸入步骤（2）制得的混合溶液中浸泡30~120min后取出，放入去离子水中超声波清洗以去除铝合金表面未反应的小分子和溶剂，最后在80~120 ℃的真空干燥箱中固化1~3 h，即实现在铝合金表面制备具有耐腐蚀功能自组装复合膜。

本发明方法成本低，制备工艺简单，所制备的自组装膜具有高阻抗、低腐蚀电流密度，在铝合金基体上结合力好，能很好的提高铝合金表面防腐蚀能力，且对环境和设备不造成污染。

附图说明

图1为本发明实施例中在铝合金表面制得的具有耐腐蚀功能自组装复合膜的SEM图。

图2 为本发明实施例中在铝合金表面制得的具有耐腐蚀功能自组装复合膜和铝合金基体的极化曲线图。

具体实施方式

实施例：

铝合金的前处理：试验用6061铝合金试片先用浓度为45 g/L的NaOH溶液除去表面包铝层；随后依次用600#、1000#和1200#砂纸打磨至光滑，用分析纯乙醇超声波清洗10 min，再在去离子水中超声波震动清洗10 min，100 ℃下烘干备用，得到处理过的铝合金。