[发明专利]一种Fe基纳米复合电刷镀在钢基底制备超疏水镀层的方法

摘要

一种Fe基纳米复合电刷镀在钢基底制备超疏水镀层的方法，属于在钢基底制备超疏水镀层的方法。纳米复合电刷镀铁在钢基体表面制备超疏水镀层工艺，采用纳米复合电刷镀铁工艺和镀层发黑处理，在钢基体表面制备接触角大于150°，滚动角小于3°的超疏水镀层，由以下步骤构成(1)准备工作；(2)通过纳米复合电刷镀铁在钢表面上制备微纳米粗糙结构的工艺流程；(3)电净→活化→镀底层→镀纳米Cu/Al2O3复合镀层→碱液浸泡，每步工艺完成后用水冲洗，防止镀液污染下一工艺；对镀层进行发黑处理；(4)用低表面能物质对粗糙表面修饰。优点在硬金属表面电刷镀铁然后进行发黑处理来构造超疏水表面具有设备轻便，工艺简单，成本低廉，镀层结合力强等优点。

主权项

一种Fe基纳米复合电刷镀在钢基底制备超疏水镀层的方法，其特征是：纳米复合电刷镀铁在钢基体表面制备超疏水镀层工艺，采用纳米复合电刷镀铁工艺和镀层发黑处理，在钢基体表面制备接触角大于150°，滚动角小于3°的超疏水镀层，由以下步骤构成：(1)准备工作：首先依次用120#，240#，360#，600#的砂纸将工件打磨光亮，露出金属基底，清洗干净并烘干；配制所需的电净液，活化液，特殊镍镀液，纳米复合电刷镀铁液，碱液和发黑液；电净液配方：氢氧化钠(NaOH)，浓度为15g/L；磷酸三钠(Na3PO4)，浓度40g/L；十二烷基硫酸钠(NaC12H25SO4)，浓度0.1g/L；电净液pH值11～13；硫酸型活化液配方：硫酸H2SO4 1.84g/L，浓度80g/L；硫酸铵(NH4)2SO4，浓度120g/L；十二烷基硫酸钠NaC12H25SO4，浓度0.1g/L；活化液pH值0.2～0.4；柠檬酸型活化液配方：柠檬酸三钠Na3C6H5O7·2H2O，浓度180g/L；氯化镍NiCl2·6H2O，浓度1g/L；柠檬酸H3C6H5O7，浓度130g/L和草酸铵C2H8N2O4，浓度0.1g/L；pH值4～4.5；特殊镍溶液配方：硫酸镍NiSO4·7H2O，浓度400g/L；氯化镍NiCl2·6H2O，浓度20g/L、乙酸CH3COOH，浓度68g/L；盐酸，含HCl 36％～38％，浓度20g/L；纳米Cu/Al2O3复合Fe镀液配方：硫酸铁，浓度300g/L；柠檬酸C6H8O7，浓度120g/L；乙酸铵CH3COONH4，浓度40g/L、十二烷基硫酸钠NaC12H25SO4，浓度0.1g/L、草酸铵C2H8N2O4·H2O，浓度2g/L；纳米Al2O3，浓度5g/L；纳米Cu粉，浓度5g/L；镀液PH＝6；碱液配方：氢氧化钠NaOH，浓度为15g/L；发黑液配方：磷酸H3PO4，浓度7g/L；硝酸钙Ca(NO3)2，浓度100g/L；过氧化锰MnO2，浓度13g/L；皂化液配方：肥皂30g/L；(2)通过纳米复合电刷镀铁在钢表面上制备微纳米粗糙结构的工艺流程：电净→活化→镀底层→镀纳米Cu/Al2O3复合镀层→碱液浸泡，每步工艺完成后用水冲洗，防止镀液污染下一工艺；每一道工序的电刷镀工艺参数：①电净：电压10V，刷镀速度8～10m/min，电净时间15s；②硫酸型活化液活化：电压‑8V，刷镀速度8～10m/min，活化时间15s；柠檬酸型活化液活化：电压‑10V，刷镀速度8～10m/min，活化时间30s；两种活化可任选其一；③镀底层：电压12V，刷镀速度6～8m/min，刷镀时间1min；④镀纳米Cu/Al2O3复合镀层：电压8～10V，刷镀速度4～6m/min，刷镀时间2.5min；⑤将刷镀完的试样立即浸泡到浓度为15g/L的NaOH水溶液中，浸泡10min；(3)对镀层进行发黑处理：清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查；每道工序的工艺参数：氧化时放入发黑液配方中，氧化温度：100℃；氧化时间：60min；皂化温度：80℃；皂化时间：10min；热水煮洗温度：70℃；时间1min；检查Fe3O4膜层是否合格方法：将工件置于浓度为2％的硫酸铜溶液中浸泡20s，不退黑色者为合格；(4)用低表面能物质对粗糙表面修饰：将发黑好的试样，放入5g/L的硬脂酸CH3(CH2)16COOH乙醇溶液，60℃下浸泡50min，取出放入60℃的烘箱中干燥2小时，即可。