【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鎂合金表面腐蝕防護，涉及一種鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，主要是通過激光復合微弧氧化(lmao)膜層與ldhs的協同作用，可以共同提高鎂合金基體的主動腐蝕防護能力，從而為基體提供長效保護作用。
技術介紹
1、鎂合金具有密度小、絕對強度和比剛度高、阻尼減振降噪性好、導熱和導電性好、抗動態沖擊載荷能力強、資源豐富等優點，是目前工程應用中最輕的金屬結構材料，被譽為“用之不竭的輕質材料”、“綠色的工程材料”。鎂和鎂合金已經廣泛被應用在各個領域，如航空航天、生物醫學和汽車工業。然而在潮濕的大氣、鹽霧、海洋等嚴苛環境中服役的時候，鎂合金的關鍵部位常出現嚴重的腐蝕問題，進而影響設備的使用壽命。因此鎂合金及其腐蝕和防護研究是該領域的一個重要研究課題。
2、現在常用的表面腐蝕防護技術，如電鍍化學鍍、化學轉化膜、氣相沉積以及溶膠-凝膠等等。相比于其他處理技術，微弧氧化技術作為一項新型綠色表面改性技術，可調節電解液組分及電參數制備高結合力、高耐蝕性能氧化層，其制備的涂層結構致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐高溫沖擊和電絕緣等特性，是一項全新的綠色環保型材料表面處理技術。然而微弧氧化所得到的陶瓷膜一般由疏松層、過渡層和致密層構成，由于成膜過程中的電火花和熱應力的存在，使得疏松層會存在許多的孔洞和裂紋，在海洋三高惡劣環境下，這些微孔以及裂紋會給腐蝕介質的進入提供通道，導致長期耐蝕性能不佳。
3、激光復合微弧氧化技術(lmao)作為多能場復合微弧氧化技術中的重要一種，通過高能量密度的激光束去
4、常用的防護涂層都只能起到一個被動腐蝕防護的效果。但當涂層表面經常會由于碰撞、刮擦等機械或物理原因而導致局部破損時，如果涂層得不到及時修復，腐蝕就會從涂層破損區域開始，發生比均勻腐蝕危害性更大的局部腐蝕。特別是當材料在惡劣或維護不便的環境下服役時，使涂層具備主動腐蝕防護的功能顯得更為重要。
5、層狀雙羥基金屬氫氧化物(layered?double?hydroxides,ldhs)作為一種陰離子型的層狀結構自修復材料。ldhs的結構式可以表示為[m2+1-xm3+x(oh)2]x+(a)n-x/nmh2o。其中m分別為價態為+2價和+3價金屬陽離子，陰離子an-是作為插層陰離子進行結構陰離子補償。ldhs可以作為智能納米容器來捕獲侵蝕性氯離子并釋放緩蝕劑離子，形成自修復膜層，達到主動防護的效果，可以有效提升鎂合金的耐蝕性能。目前較為常見的是直接在鎂合金基體上進行ldhs的制備，其存在以下問題：覆蓋范圍有限，膜層較薄，腐蝕防護能力不足；附著力不穩定，ldhs容易脫落或剝離，穩定性和持久性下降。
6、基于鎂合金微弧氧化膜層的固有缺陷和層狀雙羥基金屬氫氧化物(ldhs)的特性及相關問題，本專利技術提出一種鎂合金表面lmao-ldh主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，該方法不需要引入其他離子，通過轉化mao膜層實現ldhs的生長，mao膜層的存在可以提高表面活性位點并可以增強ldhs與膜層的結合力與穩定性。激光的引入可以影響膜層的微觀結構與化學成分，激光輻照可以使mao膜層具有更高的al元素含量、更高的孔隙率以及更小的平均孔徑。實驗表明ldhs會優先在微弧氧化孔洞處形核生長，同時al元素作為ldhs形成的必要元素以及形核的前驅體，al元素含量的提高也有利于ldhs的形核生長。因此lmao更有利于ldhs形核與生長。同時ldhs可以很好的封閉mao膜層的孔洞以及裂紋，且ldhs具備自修復能力，從而為鎂合金提供良好的主動腐蝕防護性能。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法。通過激光復合微弧氧化技術與ldhs制備技術相結合，可以在鎂合金表面高效制備具有主動腐蝕防護能力的涂層，從而顯著提高鎂合金的耐蝕性能。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)對鎂合金基體進行砂紙打磨拋光處理，隨后超聲清洗，吹干待用；
5、鎂合金基體例如：az91d鎂合金；
6、具體的，砂紙打磨拋光處理依次采用240#、500#、1000#的sic砂紙；
7、(2)將經過步驟(1)預處理的鎂合金試樣放置于不銹鋼槽中，以鎂合金試樣作為陽極、不銹鋼槽作為陰極進行激光復合微弧氧化處理，處理結束后超聲清洗并吹干；
8、微弧氧化的電解液成分為：naalo215g/l、naoh3g/l，溶劑為去離子水；
9、激光加工工藝如下：激光運動的控制方式為振鏡掃描，激光功率60w，激光掃描速度4000mm/s，激光頻率20hz，掃描間距0.08mm；
10、微弧氧化電參數如下：采用恒流模式，電流1.2a，頻率800hz，占空比10％，氧化時間8min；
11、(3)將經過步驟(2)處理的鎂合金試樣放入含有ldhs反應液的高壓反應釜中，將反應釜置于100℃下保溫12h，之后取出鎂合金試樣，清洗并吹干，即在鎂合金表面制得lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層；
12、ldhs反應液的配制方法如下：先配制0.1mol/lnano3和0.05mol/lnavo3的去離子水溶液，再用2mol/lnaoh溶液調節ph值＝11，即得。
13、本專利技術的技術原理包括：
14、本專利技術選用naalo2和naoh作為微弧氧化電解液，這是由于本專利技術是在lmao膜層表面制備ldhs，也就是將lmao膜層轉化為ldhs。因此需要lmao膜層中含有ldhs形成的必要元素(al和mg元素)，故選擇偏鋁酸鹽體系電解液。激光的引入可以調控微弧氧化膜層的結構形貌以及化學組分，相較于mao膜層，lmao膜層具有更高的孔隙率、更小的平均孔徑以及更高的al元素含量。也就是說，lmao膜層具有更多數量的小孔徑微孔。實驗結果也表明：ldhs納米片更容易在膜層的孔洞處形核生長，因此lmao膜層的結構更有利于ldhs的形成。并且al元素作為ldhs形核的重要前驅體元素，更高含量的al元素也將促進ldhs的形核。綜上所述，lmao膜層從結構形貌和化學組分方面共同促進ldhs的形核與生長。
15、由于本專利技術中形成ldhs的mg和al元素均來自lmao膜層，故不需要采用傳統的al(no3)3作為ldhs反應液。本專利技術采用nano3和navo3作為ldhs反應液，即形成ldhs的mg和al元素均來自于lmao膜層。這種轉化得到的ldhs與lmao膜層的結合力更加優異。同時本專利技術將navo3引入到ldhs反應液中，得益于激光調控的微弧氧化膜層對于ldhs形成的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鎂合金表面LMAO-LDHs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的鎂合金表面LMAO-LDHs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，鎂合金基體為：AZ91D鎂合金。
3.如權利要求1所述的鎂合金表面LMAO-LDHs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，激光加工工藝如下：激光運動的控制方式為振鏡掃描，激光功率60W，激光掃描速度4000mm/s，激光頻率20Hz，掃描間距0.08mm。
4.如權利要求1所述的鎂合金表面LMAO-LDHs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，微弧氧化電參數如下：采用恒流模式，電流1.2A，頻率800Hz，占空比10％，氧化時間8min。
【技術特征摘要】
1.一種鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，鎂合金基體為：az91d鎂合金。
3.如權利要求1所述的鎂合金表面lmao-ldhs主動腐蝕防護復合膜層的制備方法，其特征在于，步驟(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳國龍，朱樂賓，姚建華，李霖，王曄，楊高林，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：
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