[发明专利]提高镁合金表面水滑石涂层致密性及耐蚀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高镁合金表面水滑石涂层致密性及耐蚀性的方法，包括镁合金样品预处理步骤和在镁合金表面制备MgAl‑ASP‑LDH涂层步骤：准备涂层时先取0.769g Mg(NO₃)₂·6H₂O、0.375g Al(NO₃)₃·9H₂O、0.044g天门冬氨酸溶于50ml去离子水中并磁力搅拌均匀后，用NaoH将混合溶液PH调至9～10；然后和处理好的镁合金移入水热釜中，在110～125℃条件下水热反应3～12h，再室温静置2～3h；最后从水热釜中取出样品，用去离子水超声清洗15min后干燥。本发明使用水热法在AZ31镁合金表面沉积MgAl‑ASP‑LDH薄膜，水热生长12h的MgAl‑ASP‑LDH涂层具有最高的致密性及孔隙覆盖率，拥有极正的腐蚀电位和极低的腐蚀电流密度，极大地提高了镁合金的耐蚀性。

技术领域

本发明为合金材料防腐技术领域，具体的说是涉及一种提高镁合金表面水滑石涂层致密性及耐蚀性的方法。

背景技术

镁合金是最轻的金属结构材料，具有比强度高、电磁屏蔽性能好，以及良好的铸造性和易回收等许多优点，并广泛应用于电子通信、汽车和航空航天等诸多领域。可是，镁合金平衡电位低，氧化时表面形成的氧化膜不致密。该氧化膜虽能提供一定的保护作用，但不具备实用价值，在应用前都需要对镁合金先进行表面处理。传统的镁合金表面处理方法，很多都存在一些显著的问题。例如，微弧氧化消耗电能高，电镀化学镀排污能力强，污染严重，都不利于可持续发展的要求。近年来，诸多研究，(例如，文献Feng Peng,et al.ACSApplied MaterialsInterfaces,2016,8,35033-35044和文献Li Yan,etal.ACSAppliedMaterialsInterfaces,2017,9,34185- 34193)，都表明具有纳米结构的层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)膜层对镁合金具有良好的耐腐蚀效果。而且，在镁合金表面沉积LDH涂层的工艺简单、环保，有望替代传统的镁合金表面处理方法。目前，研究得比较多的镁合金LDH涂层主要是MgAl-LDH涂层。为了提升MgAl-LDH 涂层的耐腐蚀能力，可将缓蚀剂插入到MgAl-LDH的层状结构中。例如，文献Rong-Chang Zeng,etal.Journal of Materials Chemistry A,2014,2,13049–13057和中国发明专利201310368527.5介绍了将对镁合金具有缓蚀功能的钼酸根插入到MgAl-LDH涂层中的方法。中国发明专利 201611243442.4介绍了在医用镁合金表面制备谷氨酸插层水滑石的方法。缓蚀剂插层LDH涂层利用层间的缓蚀剂如钼酸根与氯离子之间的交换作用，达到吸收腐蚀介质中具有侵蚀能力的氯离子，使得缓蚀剂插层LDH涂层在NaCl介质中的耐腐蚀能力增强。但是，LDH涂层的一大缺点是立体交连的LDH片之间有极多孔隙，参阅附图1(a)和图1(b)，腐蚀溶液易渗入涂层内部，这将导致LDH膜层失去对基底的保护作用。而现有文献所制备出的MgAl-LDH耐腐蚀涂层均为其典型的三维立体片状结构，多孔隙的存在大大降低了MgAl-LDH耐腐蚀涂层的防腐效果。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种提高镁合金表面水滑石涂层致密性及耐蚀性的方法，通过控制LDH生长溶液的 PH及生长时间，在镁合金表面生长出高孔隙覆盖率的天冬氨酸插层的MgAl-LDH涂层，大大提高了镁合金的耐腐蚀性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高镁合金表面水滑石涂层致密性及耐蚀性的方法，包括以下步骤：

步骤1，镁合金样品预处理：

将镁合金样品分别用400、800、1500、2000目砂纸打磨后用乙醇超声清洗干燥，然后用质量浓度为0.5％的NaoH溶液去除表面氧化层，再用酒精超声10min后干燥备用；