[发明专利]一种铝合金耐蚀Mg-Al LDH/MAO复合涂层的制备方法

说明书

本发明介绍了一种Mg‑Al水滑石/微弧氧化复合涂层的制备方法，通过对铝合金微弧氧化预处理，接着在碱性的六水合硝酸镁和硝酸铵混合溶液中浸泡5~10min，然后在100℃~200℃温度下进行12~24h水热反应，最后打开反应釜取出样品，用去离子水清洗、干燥，在铝合金的表面制备得到高耐蚀的Mg‑Al LDH/MAO复合涂层。从而在铝合金微弧氧化层的表面形成镁铝水滑石涂层。所制得的镁铝水滑石涂层具有优异的阻抗模量，不仅能够有效修复微弧氧化层的孔洞和裂纹，而且能很好地吸附腐蚀溶液中的阴离子，显著提升合金的耐蚀性。此外，本发明工艺简便易操作，成本低，环保，具有广泛推广的可行性。

技术领域

本发明涉及铝合金表面处理技术，具体涉及一种铝合金耐蚀Mg-Al LDH/MAO复合涂层的制备方法。

背景技术

2024铝合金具有强度高、高温时不易软化等优异性能被广泛应用于飞机机身和连接件上，但是由于其耐蚀性能较差，常常限制了它的发展，所以，为了提升铝合金的耐蚀性，需要对其进行表面处理。目前，常用的表面处理要么不够环保例如电镀和化学镀处理、化学转化处理和有机聚合物涂装处理，要么制备所得表面涂层不够致密存在大量的孔洞和缺陷，例如阳极氧化处理和微弧氧化。相较于其他的技术，铝合金表面微弧氧化是目前较先进且环保的表面处理技术，该方法制备的陶瓷层具有良好的耐蚀性和耐热性。微弧氧化制备所得陶瓷层一般由疏松层、过渡层和致密层构成，由于密集和持续不断的电火花和热应力，会在疏松层上形成许多孔洞和微裂纹等缺陷，腐蚀介质可以通过这些缺陷进入基体，对铝合金基体进行腐蚀破坏，这些缺陷显著降低了该涂层的耐蚀保护作用。基于此问题，通过修复微弧氧化涂层可以提升铝合金的耐蚀性。

层状复合氢氧化物(LDHs)结构是有序地将二维层板纵向排列成三维晶体结构。层板内通过共价键结合，层与层之间通过离子键、氢键等连接。LDHs结构基于水镁石的结构，在阴离子黏土上，二价阳离子被三价阳离子取代而带正电，而层间的阴离子与层板正电相平衡化学组成通常为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n－)_x/n·y H₂O，M为阳离子，A为阴离子，x为M³⁺/( M³⁺+ M²⁺)的物质的量比，y为水分子个数。在铝合金表面形成LDHs涂层，LDHs涂层是由带正电的层板与层板之间的阴离子组成的，层间的阴离子具有可交换性，由于阴离子可交换性，Cl^－与层间的阴离子交换而存在于层间，抑制了Cl^－对铝合金表面保护涂层的破坏，有效的提升了铝合金的耐蚀性能。

基于铝合金传统微弧氧化涂层(MAO)的缺陷和层状复合氢氧化物(LDHs)的特性，本发明提出一种Mg-Al水滑石/微弧氧化复合涂层(Mg-Al LDH/MAO)的制备方法，不仅通过生成Mg-Al层状水滑石修复微弧氧化后表面的微孔和微裂纹，而且利用该Mg-Al层状水滑石的吸附作用来降低腐蚀介质中的阴离子例如Cl^-，可以有效提升铝合金的耐蚀性。本发明利用水热法在微弧氧化陶瓷层上形成Mg-Al水滑石涂层，能够显著提高铝合金的抗腐蚀性。该工艺简便易操作，成本低，环保，具有广泛推广的可行性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金耐蚀Mg-Al LDH/MAO复合涂层的制备方法。本发明采用一种简单环保的方法在铝合金表面制备Mg-Al LDH/MAO复合涂层，可以对微弧氧化的陶瓷层缺陷进行修复，而且该复合涂层还能通过交互吸附作用降低腐蚀溶液中的Cl-离子浓度，从而显著提高铝合金的耐蚀性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铝合金耐蚀Mg-Al LDH/MAO复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）预处理：将铝合金进行磨削、抛光、去油、干燥；