镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202311858224.1 | 申请日 | 2023-12-29 | 公开(公告)号 | CN117888104A | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 华东交通大学; | 发明人 | 臧东勉; 荀晓伟; 邵瑞娟; 陈俊杰; 徐宝山; | ||||
| 摘要 | 本 发明 隶属于金属材料 表面处理 领域，具体公开了镁 合金 表面制备超疏 水 氧 化 铝 涂层的方法。该方法包括以下步骤：将镁合金放入 三氯化铝 溶液中水浴加热反应后在氩气气氛下吹干备用；结合高温加热发生失水反应，最后采用聚二甲基 硅 氧烷(PDMS)气相沉积表面修饰的方法制得超疏水氧化铝涂层。涂层表面对水的静态 接触 角 163.6°，滚动角3.5°。该涂层具有机械化学 稳定性 能和耐 腐蚀 性能。本发明方法简单便捷、成本低，具有规模化应用前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法技术领域背景技术[0002] 镁合金被誉为21世纪最具潜力的绿色工程材料之一，不仅具有良好的物理力学性能，还具备良好的生物生物相容性。镁合金被广泛应用于航空航天、交通运输和医疗器械等领域。然而,镁电极电位极低,表面容易氧化并发生严重腐蚀，在潮湿的含有腐蚀介质的环境中腐蚀会严重，这种极差的耐蚀能力限制了镁合金的广泛应用。寻找一种简单便捷、低成本、易实施的表面改性方法提高镁合金在环境(介质)中耐蚀能力可以拓展镁合金的应用背景，在镁合金材料表面，构建间兼具机械化学稳定性超疏水涂层能有效阻隔腐蚀介质和镁合金基体之间的接触，有效改善镁合金耐蚀性。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法，该方法简单便捷、重复性好、成本低，具有普适性。 [0004] 本发明提供的一种镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法，包括以下步骤： [0005] (1)镁合金的预处理； [0006] (2)将预处理的镁合金放入三氯化铝溶液中，50‑70℃水浴加热反应3‑5小时，取出水浴加热后的所述镁合金冷却至室温后，用去离子水清洗并氩气气氛下吹干处理备用；再将吹干的所述镁合金在450℃高温加热10‑20分钟，冷却至室温； [0007] (3)用PDMS气相沉积表面修饰的方法处理将步骤(2)处理后的镁合金，即在镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层。 [0009] 作为优选的，所述三氯化铝溶液的溶度为0.1‑0.15mol/L。 [0010] 作为优选的，所述用PDMS气相沉积表面修饰的方法处理将步骤(2)处理后的镁合金是将PDMS液体放置在一个玻璃容器和将步骤(2)处理后的镁合金放置在第二个玻璃容器中，两个容器都放置在密封的反应釜中，在235℃加热0.5h。 [0011] 所述镁合金与三氯化铝溶液水浴加热反应及高温失水的化学反应方程式分别为，2Mg+2AlCl3+6H2O＝3MgCl2+2Al(OH)3+H2水浴加热；2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O在450℃高温进行反应。 [0012] 本发明的有益效果：以三氯化铝为前体，通过水热反应和高温失水制备氧化铝微纳复合结构，结合PDMS气相沉积表面修饰，即在镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层，制得的超疏水氧化铝涂层表面对水的静态接触角163°，滚动角3.5°，该涂层具有机械化学稳定性能和耐腐蚀性能；而且，方法简单便捷、重复性好、成本低，具有极好的工程应用前景。 具体实施方式[0013] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0014] 在本发明中，镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层的方法包括以下步骤： [0015] (1)镁合金的预处理； [0016] (2)将预处理的镁合金放入三氯化铝溶液中，50‑70℃水浴加热反应3‑5h，取出水浴加热后的镁合金冷却至室温后，用去离子水清洗并氩气气氛下吹干处理备用；再将经过吹干的所述镁合金在450℃高温加热10‑20分钟，冷却至室温，得到处理后的镁合金； [0018] 作为优选的，所述镁合金的预处理步骤包括对镁合金表面进行机械抛光，然后依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗。 [0019] 作为优选的，所述三氯化铝溶液的溶度为0.1‑0.15mol/L。 [0020] 作为优选的，所述用PDMS气相沉积表面修饰的方法处理将步骤(2)处理后的镁合金是将PDMS液体放置在一个玻璃容器和将步骤(2)处理后的镁合金放置在第二个玻璃容器中，两个容器都放置在密封的反应釜中，在235℃加热0.5h。 [0021] 实施例1： [0022] 预处理的镁合金放入0.1mol/L三氯化铝溶液中，50℃水浴加热反应3小时，取出后去离子水清洗并氩气气氛下吹干处理备用。使所述镁合金在450℃高温加热10分钟，冷却至室温后用PDMS气相沉积表面修饰，即在镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层。该涂层具有机械化学稳定性能和耐腐蚀性能。 [0023] 实施例2： [0024] 预处理的镁合金放入0.12mol/L三氯化铝溶液中，55℃水浴加热反应3小时，取出后去离子水清洗并氩气气氛下吹干处理备用。使所述镁合金在450℃高温加热15分钟，冷却至室温后用PDMS气相沉积表面修饰，即在镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层。该涂层具有机械化学稳定性能和耐腐蚀性能。 [0025] 实施例3： [0026] 预处理的镁合金放入0.15mol/L三氯化铝溶液中，70℃水浴加热反应3小时，取出后去离子水清洗并氩气气氛下吹干处理备用。使所述镁合金在450℃高温加热20分钟，冷却至室温后用PDMS气相沉积表面修饰，即在镁合金表面制备超疏水氧化铝涂层。该涂层具有机械化学稳定性能和耐腐蚀性能。 [0027] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的保护范围应由权利要求限定。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈