[发明专利]一种Zr基大块非晶合金上制备磨砂表面的方法

说明书

本发明公开了一种Zr基大块非晶合金上制备磨砂表面的方法，属于非晶合金表面处理技术领域。具体方法为：将锆基非晶合金置于盛有电解液的电解槽中，以锆基非晶合金为阳极，以石墨板或铂片为阴极，在恒流条件下进行电腐蚀；其中，所述的电解液中含有氟化盐，所述的锆基非晶合金中Zr元素的含量＞50％，其他元素为Cu、Ni、Ti、Al、Be中的3～4种。本发明通过电腐蚀的方式，能在锆基非晶合金上制备出结构致密、磨砂均匀、呈浅灰色的磨砂氧化膜。

技术领域

本发明属于非晶合金表面处理技术领域，具体地说，涉及一种Zr基大块非晶合金上制备磨砂表面的方法。

背景技术

非晶合金又称金属玻璃，是通过极高冷却速度来使合金材料原子没有足够时间进行重排，不出现结晶而形成的一种处于亚稳态状态的材料。其原子在三维空间呈拓扑无序排列，具备独特的长程无序、短程有序的结构，因而表现出优异的物理、化学及力学性能。在非晶合金中，以Zr为主要元素的锆基非晶合金具有强大的玻璃形成能力(GFA)和宽大的过冷液相区，可以利用不太复杂的设备较为容易的制备出性能优异、尺寸较大、易于成型的块体非晶合金。因此，锆基非晶合金自被发现以来一直是非晶合金研究的重点和热点，在航空航天、军工、电子器件、生物医药、体育用品等领域受到广泛关注。

但是，锆基非晶合金的表面处理技术发展时间较短，目前已知通过喷砂的方式可以使锆基非晶合金获得磨砂表面结构，例如，中国专利申请号为：201110421437.9，公开日为2012年5月2日的专利文献，公开了一种非晶合金表面处理工艺，该处理工艺利用金属颗粒和非金属颗粒对非晶合金表面进行喷射处理；其中，金属颗粒为钢丸、铁丸、钢砂、铁砂中一种或多种，非金属颗粒为陶瓷、玻璃的丸料或砂料中的一种或多种。该方法得到的非晶合金表面具有一定的粗糙度，但该工艺易导致非晶合金的局部出现弛豫晶化现象，同时会引入杂质元素。

因此，开发新的在锆基非晶合金表面构建磨砂结构的方法具有重要意义。经检索，中国专利申请号为：201110179302.6，公开日为：2013年1月2日的专利文献，公开了一种锆基非晶合金复合材料，该复合材料包括锆基非晶合金基体，以及附着在所述锆基非晶合金基体表面上的陶瓷膜层，所述陶瓷膜层通过将锆基非晶合金基体置于盛有电解液(含有硫酸盐、硝酸盐、草酸盐中的一种或多种的水溶液，pH值为6～7)的电解槽中，以锆基非晶合金基体为阳极，以不锈钢板为阴极，在等离子体氧化的条件下形成，所述陶瓷膜层含有ZrO₂。该陶瓷膜层的硬度高、耐腐蚀性和耐磨性能好，并且与锆基非晶合金基体的附着力好，但是该工艺采用等离子体氧化方法，能耗较高，而且该方法仅能获得普通致密的陶瓷膜，无法获得磨砂结构膜层。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有在锆基非晶合金上制备磨砂表面层的方法容易导致非晶合金出现弛豫晶化现象，破坏基体性能，以及可能引入杂质的问题，本发明提供一种Zr基大块非晶合金上制备磨砂表面的方法，该方法通过电腐蚀的方式，能在锆基非晶合金上制备出结构致密、磨砂均匀、呈浅灰色的磨砂氧化膜。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种Zr基大块非晶合金上制备磨砂表面的方法，将锆基非晶合金置于盛有电解液的电解槽中，以锆基非晶合金为阳极，以石墨板或铂片为阴极，在恒流条件下进行电腐蚀；其中，所述的电解液中含有氟化盐；所述的锆基非晶合金中Zr元素的含量＞50％，其他元素为Cu、Ni、Ti、Al、Be中的3～4种。

优选地，所述的电解液为NH₄F和Na₂SO₄的水溶液，其中，Na₂SO₄作为支持电解质主要起到增加电解液的电导率的作用。