[发明专利]一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法

权利要求书

1.一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

a.超声波除油：以丙酮或三氯乙烯有机溶剂对镁合金试样进行超声波除油处理，除油操作温度为15℃～30℃，除油时间为8～l2分钟；

b.碱洗液及操作条件：氢氧化钠40g/L～60g/L，磷酸三钠8g/L～12g/L，温度55～65℃，时间为8～10分钟；

c.镁或镁合金表面金属置换液和金属置换层的制备：以下浓度组分的水溶液其中包括浓度为0.001～8g/L的硫酸钴、浓度为5～50g/L的硫酸镍、浓度为1～100g/L的硫酸锌其中一种或一种以上的复配物；以及浓度为0.001～80mg/L的十二烷基磺酸钠、浓度为0.001～80mg/L的十二烷基硫酸钠其中一种或一种以上的复配物；将经过除油处理的镁或镁合金工件放入金属置换液，控制温度为25～40℃，时间0.5～10分钟，在镁或镁合金表面得到金属置换层；

d.碳纳米管的修饰分散：将碳纳米管分散进混酸溶液中，60～80℃下反应1～3小时，随后过滤洗涤，与浓氨水(25％-28％，质量百分浓度)按照质量比为1∶50～200充分混合分散，得到混合液，取含碳纳米管量为0.001～2g/L的混合液和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)0.001～4g/L，二者质量比控制住1∶0.5～5范围内，以超声波搅拌分散2～60分钟进行修饰处理，得到分散性良好的碳纳米管分散液；

e.将碳纳米管分散液按照不高于1∶200的体积比比例加入Ni-P或Ni-B化学镀液，得到Ni-P-MWNTs复合化学镀液或Ni-B-MWNTs复合化学镀液，将表面有金属置换层的镁或镁合金在适当的工艺条件下置入上述镀液，在镁或镁合金表面得到Ni-P-MWNTs改性复合镀层或Ni-B-MWNTs改性复合镀层。

2.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，所述混酸溶液为浓度为98％的硫酸与浓度为68％的硝酸的体积比为3∶1的比例配置溶液。

3.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，所述化学镀液配方为：硫酸镍10g/L～25g/L，柠檬酸8g/L～20g/L，氢氟酸0ml/L～20ml/L，氟化氢铵0g/L～30g/L，次亚磷酸钠20g/L～30g/L，硫脲1mg/L～2mg/L，pH值5～6.5，温度78℃～90℃，时间30～120分钟。

4.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，所述化学镀液配方为：硫酸镍20g/L～30g/L，硼氢化钠0.3g/L～2g/L，1,1-二甲基联氨20ml/L～50ml/L，氢氧化钠20g/L～30g/L，对甲苯磺酸钠3g/L～8g/L，丙烯醛1g/L～2g/L，5-磺基水杨酸50mg/L～100mg/L，温度78℃～90℃，时间30～120分钟。

5.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，所述化学镀液配方为：硫酸镍18g/L，柠檬酸12g/L，氢氟酸10ml/L，氟化氢铵20g/L，次亚磷酸钠22g/L，硫脲1mg/L，pH值6.8，温度80±2℃，时间60min。

6.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，所述化学镀液配方为：硫酸镍30g/L，硼氢化钠0.5g/L，1,1-二甲基联氨50ml/L，氢氧化钠25g/L，对甲苯磺酸钠5g/L，丙烯醛l.5g/L，5-磺基水杨酸80mg/L，温度85±2℃，时间120min。

7.如权利要求1所述的一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，其特征是，包括以下具体步骤：

a.镁合金材料为镁锂合金，经240、500、1000、1500号砂纸依次打磨。

b.超声波除油：以丙酮对镁合金试样进行超声波除油处理，除油操作温度为25±2℃，除油时间为9分钟。

c.碱洗液及操作条件：氢氧化钠50g/L，磷酸三钠9g/L，温度58±2℃，时间为9分钟。

d.金属置换层的制备，溶液配制及操作条件如下：

CoSO₄·H₂O 5g/L，十二烷基硫酸钠70mg/L，将经过除油处理的镁合金工件放入金属置换液，控制温度25℃，时间9min。

e.将碳纳米管分散到混酸溶液中，70℃下反应2小时，过滤洗涤，与浓氨水按照1∶100(质量比)混合分散，取含碳纳米管量为1.5g/L的混合液和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)1g/L，以超声波搅拌分散50分钟进行修饰处理，得到分散性良好的碳纳米管分散液。

f.将碳纳米管分散液按照1∶150的比例加入Ni-P化学镀液，得到Ni-P-MWNTs复合化学镀液，将表面有金属置换层的镁或镁合金在适当的工艺条件下置入上述镀液，在镁或镁合金表面得到Ni-P-MWNTs改性复合镀。

g.化学镀液选用如下配方：

硫酸镍25g/L，柠檬酸18g/L，氢氟酸20ml/L，氟化氢铵5g/L，次亚磷酸钠30g/L，硫脲1mg/L，pH值6，温度87±2℃，时间30min。

各步间去离子水洗，可得到镁合金Ni-P-MWNTs镀层。