專利名稱：在鋁合金表面具有耐腐蝕功能的摻雜納米微粒自組裝膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料表面電化學(xué)腐蝕領(lǐng)域，特別是一種在鋁合金表面具有耐腐蝕功能的摻雜SiO2納米微粒自組裝膜的制備方法。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金由于具有強(qiáng)度高、密度小、導(dǎo)電導(dǎo)熱性強(qiáng)、力學(xué)性能優(yōu)異、可加工性好等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、航空航天工業(yè)、汽車制造業(yè)、食品工業(yè)、電子、儀器儀表業(yè)以及海洋船舶工業(yè)等領(lǐng)域。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，鋁合金就呈現(xiàn)出表面硬度較低、耐磨性及耐蝕性差等諸多問題，這在很大程度上限制了鋁合金的應(yīng)用范圍。鋁合金成分和熱處理對(duì)鋁合金性能的提高固然很大，但在許多場(chǎng)合還要求鋁合金表面具有耐磨、耐腐蝕等特殊性能，而且大部分鋁合金材料的失效大都是從表面開始的，因而提高材料的表面性能顯得尤為重要。目前通過自組裝技術(shù)在基體表面形成由化學(xué)鍵連接的具有一定取向、緊密排列的二維有序的單分子膜。該方法操作簡(jiǎn)單方便，無需復(fù)雜貴重的儀器，而且得到的自組裝膜具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和高耐蝕性
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在鋁合金表面具有耐腐蝕功能的摻雜SiO2納米微粒自組裝膜的制備方法。具體步驟為
(I)鋁合金先經(jīng)濃度為3(T60 g/L的NaOH溶液除去表面包鋁層；隨后依次用600#、1000#和1200#砂紙打磨至光滑，用分析純丙酮和超聲波清洗5 15分鐘；鋁合金隨后再采用濃度為30 60 g/L的NaOH溶液在3(T70°C下堿洗1 10分鐘，最后用去離子水清洗2 3次。(2)配制總體積為8(Tl00 mL，其中無水乙醇、雙(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物和去離子水的體積比為2(Γ50 Γ3 :79 47的溶液，同時(shí)加入2(Tl50 mg SiO2納米粒子，滴加分析純乙酸使溶液的pH為4飛，在2(T55°C下磁力攪拌f 3小時(shí)，超聲波清洗器振蕩f 5小時(shí)，所述雙(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物為工業(yè)級(jí)。(3)將步驟(I)處理后的鋁合金浸入步驟(2)所得溶液中浸泡1(Γ40分鐘后取出；去離子水超聲波清洗以去除表面未反應(yīng)的小分子和溶劑，8(T12(TC下真空干燥箱固化f 3小時(shí)后獲得摻雜SiO2自組裝膜。本發(fā)明成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，所制備的自組裝膜具有高阻抗、低腐蝕電流密度，在鋁合金基體上結(jié)合力好，能很好的提高鋁合金表面防腐蝕能力，且對(duì)環(huán)境和設(shè)備不造成污染。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例制備的摻雜SiO2納米微粒自組裝膜的SEM圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
(I)鋁合金先經(jīng)濃度為40 g/L的NaOH溶液除去表面包鋁層；隨后依次用600#、1000#和1200#砂紙打磨至光滑，用分析純丙酮和超聲波清洗15分鐘；鋁合金隨后再采用濃度為40 g/L的NaOH溶液在50°C下堿洗3分鐘，最后用去離子水清洗3次。(2)配制總體積為100 mL，其中無水乙醇、雙(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物和去離子水的體積比為20 1 :79的溶液，同時(shí)加入60 mg SiO2納米粒子，滴加分析純乙酸使溶液的PH為4，在35 °C下磁力攪拌2小時(shí)，超聲波清洗器振蕩3小時(shí)，所述雙(Y-三乙氧基娃基丙基)四硫化物為工業(yè)級(jí)。(3)將步驟(I)處理后的鋁合金浸入步驟(2)所得溶液中浸泡30分鐘后取出；去離子水超聲波清洗以去除表面未反應(yīng)的小分子和溶劑，100°c下真空干燥箱固化I小時(shí)后獲得摻雜SiO2自組裝膜。極化曲線是腐蝕科學(xué)中常用的電化學(xué)手段之一，是研究膜層、涂層、轉(zhuǎn)化膜等覆蓋金屬電極腐蝕速率的有效工具。對(duì)自組裝膜進(jìn)行電化學(xué)耐蝕性能測(cè)試，采用三電極體系，3. 5%的NaCl為腐蝕介質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行塔菲爾曲線掃描得到結(jié)果如表I。表1:樣品在3. 5%(w)NaCl水溶液中的自腐蝕電位及腐蝕電流密度的對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種在鋁合金表面具有耐腐蝕功能的摻雜納米微粒自組裝膜的制備方法，包括對(duì)鋁合金進(jìn)行預(yù)處理，其特征在于具體步驟為(1)鋁合金先經(jīng)濃度為3(T60g/L的NaOH溶液除去表面包鋁層；隨后依次用600#、 1000#和1200#砂紙打磨至光滑，用分析純丙酮和超聲波清洗5 15分鐘；鋁合金隨后再采用濃度為30 60 g/L的NaOH溶液在3(T70°C下堿洗1 10分鐘，最后用去離子水清洗2 3 次；(2)配制總體積為8(Tl00mL，其中無水乙醇、雙(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物和去離子水的體積比為20 50 Γ3 :79 47的溶液，同時(shí)加入20 150 mg SiO2納米粒子，滴加分析純乙酸使溶液的PH為4飛，在2(T55°C下磁力攪拌1 3小時(shí)，超聲波清洗器振蕩1 5小時(shí)；所述雙(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物為工業(yè)級(jí)；(3)將步驟(I)處理后的鋁合金浸入步驟(2)所得溶液中浸泡1(Γ40分鐘后取出；去離子水超聲波清洗以去除表面未反應(yīng)的小分子和溶劑，8(T12(TC下真空干燥箱固化f 3小時(shí)后獲得摻雜SiO2自組裝膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在鋁合金表面具有耐腐蝕功能的摻雜納米微粒的自組裝膜的制備方法。(1)鋁合金先除去表面包鋁層；隨后打磨至光滑，用分析純丙酮和超聲波清洗；再堿洗1~10分鐘，最后用去離子水清洗；(2)配制總體積為80~100mL，其中無水乙醇、雙(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物和去離子水的體積比為20~501~379~47的溶液，同時(shí)加入SiO2納米粒子，使溶液至pH為4~6，攪拌，超聲波清洗器振蕩；(3)將步驟(1)處理后的鋁合金浸入步驟(2)所得溶液中浸泡；去離子水超聲波清洗，真空干燥箱固化1~3小時(shí)。本發(fā)明成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，所制備的自組裝膜具有高阻抗、低腐蝕電流密度，能提高鋁合金表面防腐蝕能力，且對(duì)環(huán)境和設(shè)備不造成污染。
文檔編號(hào)C23C22/56GK103046041SQ20131002931
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者溫玉清, 尚偉, 黃獻(xiàn)壽 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)