[发明专利]一种镁合金微纳超疏水耐蚀性膜的制备方法

说明书

本发明提供的一种镁合金微纳超疏水耐蚀性膜的制备方法，通过在一定浓度的8‑羟基喹啉的乙醇溶液中调控浸泡时间来构建出合适的微纳结构膜层，然后对具有微纳结构的镁合金进行疏水处理，进而制备出微纳超疏水耐蚀性膜；采用本发明方法制备的耐蚀性膜在镁合金表面不需要部分损耗镁合金基体就能生长出较为均匀、密集的微纳结构耐腐蚀膜层；本发明只有在构建出合适微纳结构的膜层后才能制备出具备超疏水性效果显著的微纳超疏水性膜层，且该膜层具备较好的耐腐蚀性能。本发明对镁合金的表面形状、尺寸要求低，所用设备简单、处理过程易实现。

技术领域

本发明涉及金属材料表面改性技术领域，具体涉及一种镁合金微纳超疏水耐蚀性膜的制备方法。

背景技术

镁合金是比模量最高且比强度仅次于钛合金而位于第二位的金属结构材料；其密度约为铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4，是工程应用中最轻的金属之一。它具有较高的比强度和比刚度，较压铸铝合金明显好的延伸率和冲击抗力，机械加工性能优良，尺寸稳定性好，阻尼减震和电磁屏蔽性能优良，回收性好，因此被专家誉为21世纪最具有开发与应用潜力和发展前景的绿色工程材料。广泛应用于航空航天、汽车、电子、生物医学、国防等领域。然而，镁合金存在着耐蚀性差、表面硬度低、不耐磨、易燃等缺点，特别是耐蚀性差这一缺点，严重限制了镁合金的应用范围。

增强镁合金耐蚀性的途径有两种：一种是开发耐蚀性强的高纯合金或新合金；另一种是对现有镁合金进行表面处理。相比于第一种途径，表面处理可以更有效地提高镁合金耐蚀性而不改变镁合金的其他优异性能。常见的镁合金材料表面处理方法有化学氧化、阳极氧化、金属涂层、有机物涂层等。近些年来，研究者们通过探索自然界中动植物对水的排斥现象，将超疏水现象运用到金属的腐蚀防护中。超疏水表面是指液滴接触角大于150°，滚动角小于10°，具有特殊润湿性的材料表面。

8-羟基喹啉常用作医药中间体，是合成克泻痢宁、氯碘喹啉、扑喘息敏的原料，也是染料、农药中间体，其硫酸盐和铜盐是优良的防腐剂、消毒剂和防霉剂；还可用作化学分析的络合滴定指示剂，能与Cu²⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等多种金属离子络合。由于其显著的螯合和络合能力，显现出对镁合金的缓蚀作用，与被腐蚀溶解的金属离子络合形成不溶性沉淀堵塞活性部位，防止被腐蚀的金属进一步溶解。

目前有一些报道运用如化学刻蚀、激光刻蚀等方法在镁合金表面先损耗部分镁合金基体，然后利用这部分损耗的基体来形成一层耐蚀性膜，但是一旦遇到腐蚀介质，也会在一定程度上从耐蚀性膜的缝隙中进入并进而直接腐蚀镁合金基体。

发明内容

为了解决现有技术中使用刻蚀的表面改性方法而先损耗部分镁合金基体以及在此基础上形成的膜层耐蚀性性差的技术问题，而提供一种镁合金微纳超疏水耐蚀性膜的制备方法。

本发明的一种镁合金微纳超疏水耐蚀性膜的制备方法，通过在镁合金表面构建微纳结构，然后进行疏水处理，在镁合金表面制备出微纳超疏水耐蚀性膜，具体包括以下步骤：

(1)将镁合金进行打磨处理，然后清洗去除表面杂质；

(2)将步骤(1)处理得到的镁合金进行微纳结构的构建，所述微纳结构是通过浓度为0.3～0.6mol/L 8-羟基喹啉的乙醇溶液浸泡8～10h在镁合金表面构建，构建完成后清洗并干燥；

(3)将步骤(2)处理得到的镁合金进行疏水处理，然后进行干燥处理。

优选的，所述微纳结构是通过浓度为0.5mol/L 8-羟基喹啉的乙醇溶液浸泡8h在镁合金表面构建。

进一步地，所述超疏水处理使用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、乙醇和水的混合溶液进行修饰，所述1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、乙醇和水按体积比1:200:100。

进一步地，所述打磨为依次经过400目、600目、800目、1000目碳化硅砂纸打磨。