[发明专利]应用于海洋环境下的金属表面镀层的制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于海洋环境下的金属表面镀层的制备方法，属于电化学镀层领域。本发明制备方法包括电镀前处理、电镀体系的配制、电沉积制备镀层的步骤。其中，电镀体系的配制，具体步骤为：使用金属改性制得的改性壳聚糖和去氧胆酸配制电镀体系。经过改性的壳聚糖除具有原本的杀菌作用外，还具有改善镀液分散能力的作用，可以使镀层更加平整；与去氧胆酸共同使用时，可以增加电流效率，从而提高电能利用率；并且改性壳聚糖与去氧胆酸共同使用还具有细化镀层晶粒的效果，从而起到增加镀层致密性的作用，使其硬度增加，更加耐磨。

技术领域

本发明属于电化学镀层领域，具体涉及应用于海洋环境下的金属表面镀层的制备方法。

背景技术

海洋环境造成的腐蚀对海洋工程装备带来严重的破坏，其防护工作一直是人们的研究重点。在众多钢铁镀层中，锌镀层由于其自腐蚀电位较负，对钢铁具备牺牲阳极的防护作用，此外，锌镀层晶体结构致密，屏障作用好，从而被广泛应用于钢铁防护。

基质金属可以与多种形貌和尺寸的微粒进行复合电沉积，从而制备出各种复合镀层，可以是几纳米到几百微米的微粒，也可以是片状、球形或棒形等结构的微粒。复合电沉积技术是采用电镀、化学镀或者电刷镀等方法，将悬浮在镀液中的不溶性物质，共沉积到单一金属或者合金中而形成的复合材料，并根据基质金属和加入不同性质的微粒，可制备出一系列的复合镀层。不同的材料在性能上各有优势，把几种材料结合在一起，可以综合各自的优点。复合镀层的性能主要取决于掺杂微粒的种类，性能和含量。

在使用电沉积制备锌基镀层时，影响锌的电沉积的因素主要有主盐浓度、电流密度、温度、搅拌和镀液添加剂等，其中最主要的是添加剂的影响。镀液添加剂对镀层性能的影响有很大作用。镀液添加剂可以改变电极反应过程的过电压，降低镀层表面晶粒粒径，改善晶体取向。另外，其还可以改善镀层的耐磨性及硬度等性能，对镀层性能的提高有明显效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于海洋环境下的金属表面镀层的制备方法，通过这种方法可以制得平整、均匀、附着力强的镀层；本发明的另一个目的在于提供一种防腐蚀、抗菌、耐磨的镀层。

为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

一种应用于海洋环境下的金属表面镀层的制备方法，包括电镀体系的配制，具体步骤包括：使用金属改性制得的改性壳聚糖和去氧胆酸配制电镀体系。

优选地，金属包括钛和铈。

经过改性的壳聚糖具有改善镀液分散能力的作用，可以使镀层更加平整；与去氧胆酸共同使用时，可以增加电流效率，从而提高电能利用率；并且改性壳聚糖与去氧胆酸共同使用还具有细化镀层晶粒的效果，从而起到增加镀层致密性的作用，使其硬度增加，更加耐磨。

优选地，金属改性壳聚糖的步骤包括：取壳聚糖使用乙酸溶解后加入金属盐溶液，酸性条件下搅拌反应后，调节pH至碱性，过滤析出固体并洗涤至呈中性，烘干即得改性壳聚糖。

优选地，相对于壳聚糖10质量份的金属盐溶液，其使用量为50-100质量份。

优选地，乙酸浓度为5-10%。

优选地，金属盐溶液为硫酸钛溶液或硝酸铈铵溶液。

更优选地，硫酸钛溶液的浓度为0.1-0.2mL/L。

更优选地，硝酸铈铵溶液的浓度为0.1-0.2mL/L。

优选地，调节pH值使用的溶液为氨水。

更优选地，金属改性壳聚糖的步骤包括：取1-10质量份壳聚糖使用500-800质量份5-10%的乙酸溶解后加入5-10质量份0.1-0.2mL/L硫酸钛溶液或5-10质量份0.1-0.2mL/L硝酸铈铵溶液；使用氨水调节pH至3-3.6后搅拌反应20-60min；之后继续加氨水调节pH至7.2-7.5，静置40-60min析出固体；过滤析出固体并洗涤至呈中性，烘干即得改性壳聚糖。