一种镁合金复合结构层材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镁合金复合结构层材料的制备方法，包含如下步骤：步骤[1]镁合金MgBe LDH的合成；步骤[2]镁合金MgBe LDH基层的MnO

A preparation method of magnesium alloy composite structural layer material

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金复合结构层材料的制备方法
本专利技术涉及镁合金表面处理
，特别是一种可用于汽车、军工和航空领域的镁合金复合结构层材料的制备方法。
技术介绍
镁合金具有较高的比强度、比高度、低密度、减震性和电磁屏蔽性能，这使得其在交通行业、电子产品、能源和航空航天领域具有广泛的应用前景。然而，镁合金具有较强的电化学活性和较低的机械耐磨性能，这也限制了其在广泛领域的应用。传统的镁合金表面处理技术包括化学转化工艺和阳极氧化工艺。化学转化工艺是通过化学反应的方法在镁合金表面形成一层难溶的化学反应物以达到提高镁合金耐蚀性能的目的，然而镁合金化学转化膜致密性较低，强度硬度较差，难以作为镁合金最终的耐蚀耐磨膜层。阳极氧化工艺通过在镁合金表面形成氧化产物能显著提高其耐磨性能，然而，阳极氧化膜脆性较大，耐蚀性能难以显著提高。显然，现有技术制备的镁合金表面膜层耐蚀耐磨性能仍然不理想，这已成为制约镁合金在各领域大规模应用的瓶颈。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种镁合金复合结构层材料的制备方法，通过该方法制备的复合结构层镁合金不仅具有良好的耐蚀性能，还具有良好的耐磨性能，在汽车、军工和航空领域具有广泛的应用前景。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镁合金复合结构层材料的制备方法，包含如下步骤：步骤[1]镁合金MgBeLDH的合成；步骤[2]镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子插层组装；步骤[3]镁合金MgBe-MnO4-LDH基层上NiMoCeEr电共沉积。优选的，所述步骤[1]具体包括如下操作：将硝酸铍、双三甲基硅基胺基锂、吡啶和碳酸氢铵加入去离子水中，混合均匀形成合成液，将合成液加入到反应釜中，将镁合金浸入合成液，密闭条件下保持反应温度105-130℃，反应9-13小时，然后用去离水清洗五遍，在室温空气中干燥4-6小时，至此完成镁合金MgBeLDH基层的合成。优选的，所述合成液中硝酸铍浓度为150-170g/L、双三甲基硅基胺基锂浓度为20-35g/L、吡啶浓度为4-12g/L、碳酸氢铵浓度为210-225g/L。优选的，所述步骤[2]具体包括如下操作：将高锰酸钾、柠康酸酐和酒石酸锑钾加入去离子水中，混合均匀以形成组装液，将获得的镁合金MgBeLDH基层浸入该组装液，在35-55℃下浸泡4-7小时，取出后用去离水清洗两遍，在室温下空气中干燥2-3.5小时，以完成镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子插层组装，从而形成镁合金MgBe-MnO4-LDH基层。优选的，所述组装液中高锰酸钾浓度为45-60g/L、柠康酸酐浓度为5-12g/L、酒石酸锑钾浓度为25-40g/L。优选的，所述步骤[3]具体包括如下操作：将二甲氨基二硫代甲酸镍和六羰基钼加入二甘醇二甲醚中形成有机镍钼溶液；将硫酸高铈、硝酸铒和乙酸钠加入去离子水中，形成基础液；将有机镍钼溶液加入到基础液中，其中机镍钼溶液与基础液间的体积比为4～7:3～6，混合均匀形成电共沉积液；以所述镁合金MgBe-MnO4-LDH基层为阴极，金属镍板为阳极，在50-65℃下进行恒电流电沉积，其中电流密度为80-200mA/cm2，沉积时间为25-40分钟，以在镁合金MgBe-MnO4-LDH基层表面形成NiMoCeEr电共沉积层，完成所述镁合金复合结构层材料的制备。优选的，所述有机镍钼溶液中二甲氨基二硫代甲酸镍浓度为105-130g/L、六羰基钼浓度为85-100g/L。优选的，所述基础液中硫酸高铈浓度为140-160g/L、硝酸铒浓度为60-80g/L和乙酸钠浓度为10-20g/L。本专利技术的积极效果：根据本专利技术所述方法制备的镁合金复合结构层材料，其结构具体为镁合金表面MgBe-MnO4-层状双金属氢氧化物(LDH)基层和与之紧密结合的NiMoCeEr四元合金表层组成的复合结构，其中MgBe-MnO4-LDH层的主体层板由Mg2+和Be2+与OH-构成，同时在主体层板之间插入MnO4-阴离子；该MgBe-MnO4-LDH基层与NiMoCeEr四元合金表层形成非金属/合金复合结构层。由于MgBe-MnO4-LDH基层的插层MnO4-阴离子可通过离子交换捕捉腐蚀环境中的腐蚀性离子，从而可促进NiMoCeEr四元合金在MgBe-MnO4-LDH基层的生长以形成非金属/合金复合结构层；NiMoCeEr四元合金层不仅具有良好的耐蚀性能，而且还具有良好的耐磨性能。总之，本专利技术所制备的镁合金复合结构层材料具有优良的耐蚀耐磨性能，在汽车、军工和航空领域具有广泛的应用前景。附图说明图1是本专利技术所述镁合金复合结构层材料的制备流程示意图；图2是对比例、实施例1和实施例2在质量浓度为3.5％的氯化钠溶液中的腐蚀电流密度；图3是对比例、实施例1和实施例2的500次往返磨损失重结果。具体实施方式参照图1，本专利技术提供一种镁合金复合结构层材料的制备方法，包含如下步骤：步骤[1]镁合金MgBeLDH的合成，具体包括如下操作：将硝酸铍、双三甲基硅基胺基锂、吡啶和碳酸氢铵加入去离子水中，混合均匀形成合成液，该合成液中硝酸铍浓度为150-170g/L、双三甲基硅基胺基锂浓度为20-35g/L、吡啶浓度为4-12g/L、碳酸氢铵浓度为210-225g/L；将合成液加入到反应釜中，将镁合金浸入合成液，密闭条件下保持反应温度105-130℃，反应9-13小时，以在镁合金表面形成MgBeLDH基层，然后用去离水清洗五遍，在室温空气中干燥4-6小时，至此完成镁合金MgBeLDH基层的合成。步骤[2]镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子插层组装，具体包括如下操作：将高锰酸钾、柠康酸酐和酒石酸锑钾加入去离子水中，混合均匀以形成组装液，该组装液中高锰酸钾浓度为45-60g/L、柠康酸酐浓度为5-12g/L、酒石酸锑钾浓度为25-40g/L；将获得的镁合金MgBeLDH基层浸入该组装液，在35-55℃下浸泡4-7小时，取出后用去离水清洗两遍，在室温下空气中干燥2-3.5小时，以完成镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子插层组装，从而形成镁合金MgBe-MnO4-LDH基层。步骤[3]镁合金MgBe-MnO4-LDH基层上NiMoCeEr电共沉积，具体包括如下操作：将二甲氨基二硫代甲酸镍和六羰基钼加入二甘醇二甲醚中形成有机镍钼溶液，该有机镍钼溶液中二甲氨基二硫代甲酸镍浓度为105-130g/L、六羰基钼浓度为85-100g/L；将硫酸高铈、硝酸铒和乙酸钠加入去离子水中，形成基础液，该基础液中硫酸高铈浓度为140-160g/L、硝酸铒浓度为60-80g/L和乙酸钠浓度为10-20g/L；将有机镍钼溶液加入到基础液中，其中机镍钼溶液与基础液间的体积比为4～7:3～6，混合均匀形成电共沉积液；以所述镁合金MgBe-MnO4-LDH基层为阴极，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁合金复合结构层材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：/n步骤[1]镁合金MgBe LDH的合成；/n步骤[2]镁合金MgBe LDH基层的MnO

【技术特征摘要】
1.一种镁合金复合结构层材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤[1]镁合金MgBeLDH的合成；
步骤[2]镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子插层组装；
步骤[3]镁合金MgBe-MnO4-LDH基层上NiMoCeEr电共沉积。


2.根据权利要求1所述的一种镁合金复合结构层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤[1]具体包括如下操作：
将硝酸铍、双三甲基硅基胺基锂、吡啶和碳酸氢铵加入去离子水中，混合均匀形成合成液，将合成液加入到反应釜中，将镁合金浸入合成液，密闭条件下保持反应温度105-130℃，反应9-13小时，然后用去离水清洗五遍，在室温空气中干燥4-6小时，至此完成镁合金MgBeLDH基层的合成。


3.根据权利要求2所述的一种镁合金复合结构层材料的制备方法，其特征在于：所述合成液中硝酸铍浓度为150-170g/L、双三甲基硅基胺基锂浓度为20-35g/L、吡啶浓度为4-12g/L、碳酸氢铵浓度为210-225g/L。


4.根据权利要求1所述的一种镁合金复合结构层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤[2]具体包括如下操作：
将高锰酸钾、柠康酸酐和酒石酸锑钾加入去离子水中，混合均匀以形成组装液，将获得的镁合金MgBeLDH基层浸入该组装液，在35-55℃下浸泡4-7小时，取出后用去离水清洗两遍，在室温下空气中干燥2-3.5小时，以完成镁合金MgBeLDH基层的MnO4-阴离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，魏爱琳，方克明，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11