本发明专利技术公开了一种新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂及其应用。本发明专利技术采用纳米氧化锌及纳米二氧化钛组成的混合添加剂，将其加入到以硅酸盐为主成膜剂的电解液中：1.可以生成优质的陶瓷膜层，能在生成微弧氧化陶瓷膜层厚度不高前提下，膜层的硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能得到显著改善，膜层的表面平整，孔隙率和微裂纹较少，膜层中主要含有Al基体、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、Al3Ti和钛锌（Zn0.6Ti0.4）相；2.微弧氧化膜层的制备过程操作简单，是一种既不消耗阴极又不消耗电解液电解质的节能环保工艺；3.本发明专利技术生成的微弧氧化膜厚度不高，故成膜时间短，消耗能量低，可降低生产成本，具有很好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及材料科学领域，尤其是一种新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂及其 应用。
技术介绍
侣及其合金因其具有比强度高、导电性优异、易加工成型等优点，已成为有色金属 中使用量最大、应用面最广的金属材料。然而，侣的化学性质十分活泼，在常溫下会发生氧 化而在其表面生成一层自然氧化膜，由于膜极薄且硬度低，不足W抵抗恶劣环境造成的腐 蚀W及外界摩擦而造成的破坏，因此必须对其进行表面处理。微弧氧化作为新一代的表面 处理技术可W在侣合金表面生成一层致密的氧化侣陶瓷层，从而极大地改善侣合金表面的 综合性能。 微弧氧化技术是一种直接在金属表面原位生长陶瓷层的新型表面处理技术，因其 绿色环保、高效节能而具有非常广阔的发展前景。利用该技术得到的微弧氧化陶瓷膜层具 有硬度高、结合力紧密、磨损性低、耐腐蚀、抗高溫冲击等特点，可W很大程度上满足高溫或 高速运动条件下的零件要求，因此适用于军工、机械、电子、汽车、航天、航空等各个领域。 研究发现，微弧氧化主要集中研究电参数的优化和电解液成分的调整，而在电解 液中加入复合纳米添加剂的研究不多，目前国内外关于运方面的报道较少。因此，研发新型 纳米+纳米复合添加剂，W期可W进一步改善侣合金微弧氧化陶瓷层的综合性能，是很有必 要的。
技术实现思路
[000引本专利技术的目的是:提供一种，将该 复合添加剂加入到基础电解液中，能在微弧氧化陶瓷膜层厚度不高的条件下，能显著提高 微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性和力学性能，且不对环境造成污染。 本专利技术是运样实施的:新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，按重量份数计算，包 括1~5份纳米氧化锋及2~6份纳米二氧化铁;基础电解液的组成为10份娃酸钢，2份鹤酸 钢，2份氨氧化钢及2000份蒸馈水。 新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂的应用，按重量份数计算计算，将2~5份纳 米二氧化铁及3~6份纳米二氧化铁加入到基础电解液中，基础电解液的组成为10份娃酸 钢，2份鹤酸钢，2份氨氧化钢及2000份蒸馈水。 与现有技术相比，本专利技术采用纳米氧化锋及纳米二氧化铁组成的混合添加剂，将 其加入到W娃酸盐为主成膜剂的电解液中：1.可W生成优质的陶瓷膜层，能在生成微弧氧 化陶瓷膜层厚度不高前提下，膜层的硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能得到显著改善，膜层 的表面平整，孔隙率和微裂纹较少，膜层中主要含有A1基体、a-AhO補、丫-AhO補、AhT巧口 铁锋(Zn〇.6Ti〇.4)相；2.微弧氧化膜层的制备过程操作简单，是一种既不消耗阴极又不消耗 电解液电解质的节能环保工艺;3.本专利技术生成的微弧氧化膜厚度不高，故成膜时间短，消耗 能量低，可降低生产成本，具有很好的经济效益。【附图说明】 附图1为基础电解液制备的陶瓷膜的表面形貌组织； 附图2为实施例1制备的陶瓷膜的表面形貌组织； 附图3为实施例2制备的陶瓷膜的表面形貌组织； 附图4为不同添加剂制备陶瓷膜摩擦系数与摩擦时间的关系图。【具体实施方式】 本专利技术的实施例1:新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，微弧氧化基础电解液为 娃酸钢电解液，包括lOg/L娃酸钢，2g/L鹤酸钢，2g/L氨氧化钢及化蒸馈水;向基础电解液中 加入新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，加入后的纳米氧化锋和纳米二氧化铁的浓度分 别为2g/L和4g/L。 微弧氧化步骤： 微弧氧化处理过程采用恒压模式，将试样作为阳极，W不诱钢电解槽为阴极。将试样钻 孔并插入侣导线连接，并悬挂于配置好的电解液中，试样底部不与氧化槽接触。然后接通电 源，设置预定的工艺参数（电参数设定为:时间60min;频率400Hz;电压600V;占空比30%)，按 下工作键按钮，开始进行微弧氧化实验。微弧氧化处理过程中通过循环水冷却系统和气累 系统冷却电解液，保持电解液溫度在35°C左右。待试样反应结束后，关闭电源，取出试样并 用蒸馈水清洗、惊干。 对上述工艺制得的微弧氧化陶瓷膜的厚度、硬度、表面粗糖度、耐蚀性、耐磨性检 验分析结果见表1，其表面形貌如图2所示。 本专利技术的实施例2:新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，微弧氧化基础电解液为 娃酸钢电解液，包括lOg/L娃酸钢，2g/L鹤酸钢，2g/L氨氧化钢及化蒸馈水;向基础电解液中 加入新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，加入后的纳米氧化锋和纳米二氧化铁的浓度分 别为Ig/L和3g/L。 微弧氧化步骤同实施例1。并对该工艺制得的微弧氧化陶瓷膜的厚度、硬度、表面 粗糖度、耐蚀性、耐磨性检验分析结果见表1，其表面形貌如图3所示。 通过对实施例1和实施例2中添加新型复合纳米添加剂所制得的陶瓷膜层进行性 能检测，来进一步验证本专利技术的实验效果，并与未加入任何添加剂的基础电解液制成的膜 层做比较，结果如表1所示：根据上述实验可知，本专利技术在采用相同设备及相同基础电解液体系，且不用达到较高 膜层厚度的条件下，可显著提高微弧氧化膜层的硬度、耐磨性及耐腐蚀性，在一定程度上可 降低了微弧氧化过程中的能量消耗;通过观察对比膜层表面微观形貌，可W看出添加复合 纳米添加剂后，膜层裂纹、孔隙率、喷射状堆积物均减少，且膜层的表面比较平整。【主权项】1. 一种新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，其特征在于:按重量份数计算，包括1~5 份纳米氧化锌及2~6份纳米二氧化钛;基础电解液的组成为10份硅酸钠，2份钨酸钠，2份氢 氧化钠及2000份蒸馏水。2. -种如权利要求1所述的新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂的应用，其特征在于： 按重量份数计算计算，将2~5份纳米二氧化钛及3~6份纳米二氧化钛加入到基础电解液 中，基础电解液的组成为10份硅酸钠，2份钨酸钠，2份氢氧化钠及2000份蒸馏水。【专利摘要】本专利技术公开了一种。本专利技术采用纳米氧化锌及纳米二氧化钛组成的混合添加剂，将其加入到以硅酸盐为主成膜剂的电解液中：1.可以生成优质的陶瓷膜层，能在生成微弧氧化陶瓷膜层厚度不高前提下，膜层的硬度、耐磨性、耐蚀性等综合性能得到显著改善，膜层的表面平整，孔隙率和微裂纹较少，膜层中主要含有Al基体、α-Al2O3相、γ-Al2O3相、Al3Ti和钛锌（Zn0.6Ti0.4）相；2.微弧氧化膜层的制备过程操作简单，是一种既不消耗阴极又不消耗电解液电解质的节能环保工艺；3.本专利技术生成的微弧氧化膜厚度不高，故成膜时间短，消耗能量低，可降低生产成本，具有很好的经济效益。【IPC分类】C25D11/06【公开号】CN105543929【申请号】CN201511006584【专利技术人】张晓燕, 林廷艺, 黄丹, 黄鑫, 巩向鹏, 张俊杰 【申请人】贵州大学【公开日】2016年5月4日【申请日】2015年12月29日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型微弧氧化电解液复合纳米添加剂，其特征在于：按重量份数计算，包括1～5份纳米氧化锌及2～6份纳米二氧化钛；基础电解液的组成为10份硅酸钠，2份钨酸钠，2份氢氧化钠及2000份蒸馏水。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓燕，林廷艺，黄丹，黄鑫，巩向鹏，张俊杰，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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