一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于材料技术领域，特别涉及一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜及其制备方法。本发明专利技术采用水热法在镁合金表面铈酸盐转化膜的基础上生成颗粒状或纳米棒状的CeO

Ceric acid salt conversion repair film on magnesium alloy surface and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜及其制备方法
本专利技术属于材料
，特别涉及一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜及其制备方法。
技术介绍
转化膜是在材料保护技术中金属表面经化学或电化学处理所产生的金属化合物薄膜。化学转化膜价格低廉、工艺流程简单，是镁合金表面常用的表面改性层，而稀土转化膜被认为是可取代传统的具有毒性的铬酸盐转化膜的新型转化膜之一，其中，铈酸盐转化膜的研究最为广泛，如ChengWang等公开了《CeriumconversioncoatingsforAZ91Dmagnesiumalloyinethanolsolutionanditscorrosionresistance》(CorrosionScience51(2009)2916–2923)，又如LiLei等公开了《Microstructureandelectrochemicalbehaviorofceriumconversioncoatingmodifiedwithsilaneagentonmagnesiumsubstrates》(AppliedSurfaceScience376(2016)161–171)。制备铈酸盐转化膜的工艺十分简单，即将镁合金基体浸渍在含有稀土盐与过氧化氢的水溶液中或者是稀土氧化物和过氧化氢的水溶液中一小段时间，让镁合金基体和铈离子发生氧化还原反应。实验结果表明，铈酸盐转化膜可以让镁合金基体的耐蚀性能有一定程度的提高，但由于转化膜制备过程中氢气的释放和膜层脱水，转化膜与基体的结合力较弱且转化膜表面存在大量裂纹，有些裂纹甚至贯穿整个膜层，限制了转化膜对镁合金耐蚀性能的贡献，转化膜表面裂纹使得电解质离子很容易接触到镁合金基体从而加速镁合金腐蚀，使得转化膜对镁合金的防腐蚀效果差强人意。寻求一种可以改善转化膜表面裂纹的转化修复膜，对提高镁合金表面耐蚀性具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜及其制备方法。本专利技术提供的镁合金表面铈酸盐转化修复膜具有致密且疏水的性能，且与镁合金基体结合良好，进而提高了镁合金的耐蚀性能。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜的制备方法，包括以下步骤：将氯化铈、磷酸钠和水混合，得到第一混合液；将所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液混合，得到第二混合液；将含铈酸盐转化膜的镁合金置于所述第二混合液中，进行水热反应，得到镁合金表面铈酸盐转化修复膜。优选的，所述第一混合液中氯化铈的摩尔浓度为0.015～0.035mol/L；所述磷酸钠的摩尔浓度为0.003～0.007mol/L。优选的，所述CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液中CH3(CH2)16COOH的浓度为1～10g/L。优选的，所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液的体积比为1：4。优选的，所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液混合的方式为搅拌；所述搅拌的时间为20～40min。优选的，所述铈酸盐转化膜由硝酸铈和双氧水制备得到。优选的，所述含铈酸盐转化膜的镁合金与所述第二混合液的用量为1cm2：50mL。优选的，所述水热反应的温度为140～160℃，时间为2～6h。优选的，所述水热反应后还包括依次进行的冷却、洗涤和干燥。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的镁合金表面铈酸盐转化修复膜。本专利技术提供了一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜的制备方法，包括以下步骤：将氯化铈、磷酸钠和水混合，得到第一混合液；将所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液混合，得到第二混合液；将含铈酸盐转化膜的镁合金置于所述第二混合液中，进行水热反应，得到镁合金表面铈酸盐转化修复膜。本专利技术采用水热法在镁合金表面铈酸盐转化膜的基础上生成颗粒状或纳米棒状的CeO2，通过颗粒状或纳米棒状的CeO2对铈酸盐转化膜表面裂纹和缺陷的修复，阻止腐蚀性粒子通过转化修复膜接触到镁合金基体，提高镁合金的耐腐蚀性能；同时，通过在转化修复膜中加入具有低表面能的硬脂酸分子，使转化修复膜具有疏水性能，且困住转化修复膜微观粗糙多孔结构中的空气从而形成空气垫，通过疏水性能与形成空气垫共同防止腐蚀性粒子与转化修复膜接触，进而阻止腐蚀性粒子与镁合金基体的接触，进一步提高镁合金的耐腐蚀性能。根据实施例测试结果，本专利技术提供的镁合金表面铈酸盐转化修复膜与镁合金基体结合紧密，裂纹尺寸由1.0μm缩小至0.3μm，原本转化膜上的裂纹得到修复，水热反应后转化修复膜厚度达到5.7μm；转化修复膜的水接触角达到152±0.6°，具有超疏水性能。附图说明图1为本专利技术对比例1的接触角测试照片；图2为本专利技术对比例1所得铈酸盐转化膜表面5k倍放大显微照片；图3为本专利技术对比例1所得铈酸盐转化膜表面20k倍放大显微照片；图4为本专利技术对比例1所得铈酸盐转化膜断面2k倍放大显微照片；图5为本专利技术对比例1所得铈酸盐转化膜断面10k倍放大显微照片；图6为本专利技术实施例1所得铈酸盐转化修复膜表面5k倍放大显微照片；图7为本专利技术实施例1所得铈酸盐转化修复膜表面30k倍放大显微照片；图8为本专利技术实施例2所得铈酸盐转化修复膜表面5k倍放大显微照片；图9为本专利技术实施例2所得铈酸盐转化修复膜表面30k倍放大显微照片；图10为本专利技术实施例3所得铈酸盐转化修复膜表面5k倍放大显微照片；图11为本专利技术实施例3所得铈酸盐转化修复膜表面30k倍放大显微照片；图12为本专利技术实施例4所得铈酸盐转化修复膜表面5k倍放大显微照片；图13为本专利技术实施例4所得铈酸盐转化修复膜表面30k倍放大显微照片；图14为本专利技术实施例5所得铈酸盐转化修复膜表面5k倍放大显微照片；图15为本专利技术实施例5所得铈酸盐转化修复膜表面30k倍放大显微照片；图16为本专利技术实施例1所得铈酸盐转化修复膜断面5k倍放大显微照片；图17为本专利技术实施例3所得铈酸盐转化修复膜断面5k倍放大显微照片；图18为本专利技术实施例1～5所得铈酸盐转化修复膜疏水性能测试图；图19为本专利技术实施例1、3、对比例1和镁合金的动电位极化曲线图。图20为本专利技术实施例1～4所得铈酸盐转化修复膜和对比例1所得铈酸盐转化膜的XRD谱图；图21为本专利技术实施例3所得铈酸盐转化修复膜和对比例1所得铈酸盐转化膜的FT-IR谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜的制备方法，包括以下步骤：将氯化铈、磷酸钠和水混合，得到第一混合液；将所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液混合，得到第二混合液；将含铈酸盐转化膜的镁合金置于所述第二混合液中，进行水热反应，得到镁合金表面铈酸盐转化修复膜。在本专利技术中，若无特殊说明，所用各组分均为本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将氯化铈、磷酸钠和水混合，得到第一混合液；/n将所述第一混合液与CH

【技术特征摘要】
1.一种镁合金表面铈酸盐转化修复膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氯化铈、磷酸钠和水混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液混合，得到第二混合液；
将含铈酸盐转化膜的镁合金置于所述第二混合液中，进行水热反应，得到镁合金表面铈酸盐转化修复膜。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液中氯化铈的摩尔浓度为0.015～0.035mol/L；所述磷酸钠的摩尔浓度为0.003～0.007mol/L。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述CH3(CH2)16COOH的乙醇溶液中CH3(CH2)16COOH的浓度为1～10g/L。


4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液与CH3(CH2)16COOH的乙醇溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁静，毛多鹭，赵素琴，冯涛，王文君，
申请(专利权)人：青海民族大学，
类型：发明
国别省市：青海;63