一种伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法技术

一种伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法，本发明专利技术属于铝基材料表面腐蚀与防护领域，它为了解决现有铝基材料表面的稀土转化膜的耐蚀性能较低，较厚的稀土转化膜容易开裂的问题。制备方法：一、使用砂纸打磨铝基材料表面，超声清洗得到表面预处理后的铝基材料；二、铝基材料置于去离子水中在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、再置于转化液中进行成膜处理，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；四、置于含有铝粉的去离子水中进行水热处理；五、交替重复步骤三和步骤四，完成伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备。本发明专利技术通过水热合成与化学转化相结合的方法制备得到复合涂层，其耐蚀性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝基材料(包括铝合金及铝基复合材料)表面腐蚀与防护领域，具体涉及一种铝基材料表面耐蚀涂层的制备方法。
技术介绍
从20世纪八十年代稀土转化膜被发现以来，它就一直深受腐蚀研究工作者青睐，有望取代有毒的、致癌的六价铬酸盐转化膜。然而稀土转化膜研究了30多年，其性能一直没有明显的飞跃，与铬酸盐转化处理后的耐蚀性能还有一定差距，因此还没有成功替代铬酸盐转化处理。主要原因是：传统的稀土转化工艺获得的稀土转化膜较薄时，尽管膜完整无缺陷，但保护作用有限；而获得较厚的稀土转化膜时，由于内应力较大，膜容易开裂甚至剥落，也很难发挥应有的保护作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有铝基材料表面的稀土转化膜的耐蚀性能较低，较厚的稀土转化膜容易开裂的问题，而提供一种伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法。本专利技术伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法按下列步骤实现：一、使用SiC砂纸打磨铝基材料的表面，然后置于丙酮中进行超声清洗，再使用NaOH溶液清洗，最后使用去离子水超声清洗干净，得到表面预处理后的铝基材料；二、将表面预处理后的铝基材料置于去离子水中，在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、将具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料置于转化液中，以30～50℃的温度进行成膜处理，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；四、将覆有稀土转化膜的铝基材料置于含有铝粉的去离子水中在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石/稀土转化膜的铝基材料；五、交替重复步骤三和步骤四的过程多次，完成铝基材料表面伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备；其中步骤三中所述的转化液含有浓度为0.001～0.02mol/L的稀土盐和0.1～1mol/L的H2O2。本专利技术通过水热合成与化学转化相结合的方法，制备了伪勃姆石/稀土转化膜复合涂层。相对于传统单一稀土转化工艺，本专利技术所获得的伪勃姆石/稀土转化膜复合涂层裂纹
缺陷密度大大降低，涂层致密。极化曲线测试表明，此方法所获得的复合涂层的耐蚀性能显著高于传统工艺获得的稀土转化膜。附图说明图1为对比实施例一得到的稀土转化膜涂层的SEM图；图2为对比实施例二得到的稀土转化膜涂层的SEM图；图3为对比实施例三得到的稀土转化膜涂层的SEM图；图4为实施例一得到的伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的SEM图；图5为对比实施例和实施例中不同表面状态2024铝合金的XRD物相分析图，其中a代表2024铝合金，b代表对比实施例二得到的覆有稀土转化膜涂层的铝基材料，c代表实施例一得到的覆有伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的铝基材料；图6为对比实施例和实施例中不同表面状态2024铝合金的动电位极化曲线图，其中a代表2024铝合金，b代表对比实施例一得到的覆有稀土转化膜涂层的铝基材料，c代表对比实施例二得到的覆有稀土转化膜涂层的铝基材料，d代表对比实施例二得到的覆有稀土转化膜涂层的铝基材料，e代表实施例一得到的覆有伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的铝基材料。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法按下列步骤实施：一、使用SiC砂纸打磨铝基材料的表面，然后置于丙酮中进行超声清洗，再使用NaOH溶液清洗，最后使用去离子水超声清洗干净，得到表面预处理后的铝基材料；二、将表面预处理后的铝基材料置于去离子水中，在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、将具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料置于转化液中，以30～50℃的温度进行成膜处理，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；四、将覆有稀土转化膜的铝基材料置于含有铝粉的去离子水中在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石/稀土转化膜的铝基材料；五、交替重复步骤三和步骤四的过程多次，完成铝基材料表面伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备；其中步骤三中所述的转化液含有浓度为0.001～0.02mol/L的稀土盐和0.1～1mol/L的H2O2。本实施方式利用水热合成与化学转化相结合的方法，获得了均匀的、较厚(200～500nm)且无缺陷的伪勃姆石/稀土转化膜复合涂层。该制备方法工艺简单，制备周期短，能够对大型构件以及复杂构件进行表面处理，在工业中具有广泛的应用前景。本实施方式提高了铝合金及其复合材料在腐蚀环境中的耐蚀性，减缓腐蚀过程，进而延长铝基材料构件的使用寿命。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述NaOH溶液的浓度为1.5mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二在100℃的温度下进行水热处理1～90min。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中的去离子水中还含有浓度为0.005～0.05mol/L的氯化钠、氯化铈或氯化铬。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三以30～50℃的温度进行成膜处理20～40min。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中所述的稀土盐为CeCl3、LaCl3、Ce(NO3)3或La(NO3)3。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤四中含有铝粉的去离子水中铝粉的质量浓度为10～50g/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中铝粉的颗粒直径为10～50μm。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤四在100℃的温度下进行水热处理5～20min。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤五交替重复步骤三和步骤四的过程1～5次。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤五得到的铝基材料表面的伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的厚度为200～300nm。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是步骤一所述的
铝基材料为铝合金或铝基复合材料。其它步骤及参数与具体实施方式一至十一之一相同。实施例一：本实施例伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法按下列步骤实施：一、使用SiC砂纸打磨2024铝合金的表面至1500#，然后置于丙酮中以频率40Hz超声清洗10min，再使用1.5mol/L的NaOH溶液清洗3min，最后使用去离子水以频率40Hz超声清洗干净，得到表面预处理后的铝基材料；二、将表面预处理后的铝基材料置于去离子水中，在100℃的温度下水热处理30min，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、将具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料置于转化液中，以40℃的温度进行成膜处理30min，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；本文档来自技高网...

【技术保护点】
伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、使用SiC砂纸打磨铝基材料的表面，然后置于丙酮中进行超声清洗，再使用NaOH溶液清洗，最后使用去离子水超声清洗干净，得到表面预处理后的铝基材料；二、将表面预处理后的铝基材料置于去离子水中，在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、将具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料置于转化液中，以30～50℃的温度进行成膜处理，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；四、将覆有稀土转化膜的铝基材料置于含有铝粉的去离子水中在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石/稀土转化膜的铝基材料；五、交替重复步骤三和步骤四的过程多次，完成铝基材料表面伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备；其中步骤三中所述的转化液含有浓度为0.001～0.02mol/L的稀土盐和0.1～1mol/L的H2O2。

【技术特征摘要】
1.伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、使用SiC砂纸打磨铝基材料的表面，然后置于丙酮中进行超声清洗，再使用NaOH溶液清洗，最后使用去离子水超声清洗干净，得到表面预处理后的铝基材料；二、将表面预处理后的铝基材料置于去离子水中，在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料；三、将具有伪勃姆石涂层底层的铝基材料置于转化液中，以30～50℃的温度进行成膜处理，得到覆有稀土转化膜的铝基材料；四、将覆有稀土转化膜的铝基材料置于含有铝粉的去离子水中在100℃的温度下进行水热处理，得到具有伪勃姆石/稀土转化膜的铝基材料；五、交替重复步骤三和步骤四的过程多次，完成铝基材料表面伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备；其中步骤三中所述的转化液含有浓度为0.001～0.02mol/L的稀土盐和0.1～1mol/L的H2O2。2.根据权利要求1所述的伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于步骤二在100℃的温度下进行水热处理1～90min。3.根据权利要求1所述的伪勃姆石/稀土转化膜耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于步骤二中的去离子水中还含有浓度为0.005～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐莎巍，杨登，胡津，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23