【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀镀层，具体涉及一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法。
技术介绍
1、随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋工程结构如船舶、海上平台、海底管道等日益增多，由于海洋环境具有高温、高湿、高盐等特点，金属结构极易产生严重的腐蚀问题，不仅缩短了工程结构的使用寿命，还增加了维护成本和安全风险。传统的防腐方法主要包括涂层保护、镀层保护和合金化等，涂层保护是一种广泛应用的方法，通过在金属表面涂覆一层或多层防腐涂料，形成隔离层以防止腐蚀介质与金属基体接触，然而，传统涂层在海洋环境中的耐久性较差，易出现龟裂、起泡、剥落等问题，导致防腐效果降低。
2、镀层保护是在金属的表面形成具有较强耐腐蚀性能的电镀镀层，目前使用的镀层结构大多为单一的金属镀层结构，在防腐蚀性能方面还需要进行改善加强，若能够通过多种金属配伍形成复合电镀层，则在一定程度上能够提高电镀层的防腐蚀性能。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，能够有效地解决现有技术的镀层结构防腐蚀性能较差的问题。
3、技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
6、步骤1、对钛合金基材进行镀前预处理，镀前预处理包括打磨、喷砂、酸洗和碱洗。p>
7、步骤2、对氧化石墨烯和纳米二氧化硅进行表面处理，所得分别记作改性氧化石墨烯和改性纳米二氧化硅。
8、步骤3、称取400-500重量份硫酸氢铵四水合镍、12-15重量份六水合氯化镍、26-28重量份硼酸、0.08-0.09重量份十二烷基磺酸钠、10-12重量份聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和280-300重量份去离子水进行混合，混合均匀后记作混合组分。
9、步骤4、称取1-2重量份改性氧化石墨烯和3-4重量份改性纳米二氧化硅分散于20重量份去离子水中，初次超声分散后加入至混合组分中，加去离子水定容至1000重量份进行再次超声分散，调节ph值至4后所得记作电镀液。
10、步骤5、以镍板为阳极，以步骤1中镀前预处理后的钛合金基材为阴极，将其置于步骤4中的电镀液中进行电镀，所得即为适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构。
11、更进一步地，所述步骤1中镀前预处理的具体步骤为：
12、步骤一、先使用600目的砂纸打磨钛合金基材的表面，再使用1000目砂纸打磨第二遍，接着选用280目玻璃珠以0.1mpa的压力对打磨后的钛合金基材表面进行喷砂。
13、步骤二、使用硫酸溶液对经步骤一处理后的钛合金基材表面进行酸洗，酸洗后使用无水乙醇进行超声波清洗，再使用氢氧化钠溶液对所述钛合金基材表面进行碱洗，碱洗后再次使用无水乙醇进行超声波清洗。
14、更进一步地，所述步骤二中硫酸溶液的质量浓度为3%，步骤二中氢氧化钠溶液的质量浓度为3%，此处，若使用浓度较高的硫酸溶液或氢氧化钠溶液，则可能会对钛合金基材进行酸蚀或碱蚀，使钛合金基材表面形成腐蚀斑点，若硫酸溶液或氢氧化钠溶液的浓度交底，则不能够起到对钛合金基材表面的油污进行去除的作用，因此，此处选用的硫酸溶液和氢氧化钠溶液的质量浓度均为3%。
15、更进一步地，所述步骤2中改性氧化石墨烯的制备方法为：
16、s1、称取4-5重量份研磨过200目筛的氧化石墨烯和40-45重量份3-氨丙基三乙氧基硅烷倒入600重量份无水乙醇中，充分混匀后进行超声分散，所得记作第一组分。
17、s2、将第一组分置于80℃的水浴条件下恒温搅拌4-5h，离心获得沉淀后用去离子水清洗，重复离心清洗5次后进行冷冻干燥，所得即为改性氧化石墨烯。
18、更进一步地，所述s1中充分混匀的搅拌速度为300-400r/min，充分混匀的搅拌时间为15-20min，s1中的超声分散的频率为28-29khz，超声分散的时间为1-2h，所述s2中恒温搅拌的搅拌速度为200-300r/min。
19、更进一步地，所述步骤2中所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取9-10重量份十四烷酸溶解于200重量份二甲苯中，接着加入10-12重量份纳米二氧化硅，混合搅拌3-4h后离心得沉淀，使用无水乙醇对沉淀进行清洗后，再次进行离心，所得沉淀置于65℃的烘箱中干燥12h后研磨过200目筛，所得即为改性纳米二氧化硅。
20、更进一步地，所述改性纳米二氧化硅的制备方法中混合搅拌的搅拌速度为200-300r/min，离心的转速为8000r/min。
21、更进一步地，所述步骤3中混合均匀的搅拌速度为500-600r/min，混合均匀的搅拌时间为8-10min，此处的搅拌速度若太慢，则不能够使各组分之间均匀分散，而且可能会产生团聚的现象，选用500-600r/min的搅拌速度，则能够使各组分之间分散更加均匀，并且降低团聚现象产生的几率。
22、更进一步地，所述步骤4中初次超声分散的频率为25-26khz，初次超声分散的时间为28-30min，步骤4中再次超声分散的频率为28-29khz，再次超声分散的时间为1-2h，所述步骤4中使用体积分数为15%的柠檬酸调节ph值。
23、更进一步地，所述步骤5中电镀的工艺参数为：阴极电流密度 1200 a/m2，温度40℃，搅拌速度300r/min，电镀时间24h。
24、有益效果
25、本专利技术提供了一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，与现有公知技术相比，本专利技术的具有如下有益效果：
26、1、 本专利技术以硫酸氢铵四水合镍和六水合氯化镍为电镀液的主要成分，十二烷基磺酸钠和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯为表面活性剂，在电镀液中加入改性后的氧化石墨烯和纳米二氧化硅能够形成镍、氧化石墨烯和二氧化硅复合镀层，由于二氧化硅具有极强的紫外吸收能力，将其添加在镀层中能够改善复合镀层的抗紫外老化性能，提高复合镀层的耐久性，而且，二氧化硅本身具有较好的防腐蚀性能，能够将其和镍的防腐作用进行互配，从而使制备的复合镀层具有极好的耐久性和防腐性。
27、2、 本专利技术通过3-氨丙基三乙氧基硅烷对氧化石墨烯进行表面修饰，能够使3-氨丙基三乙氧基硅烷接枝吸附在氧化石墨烯表面，从而使氧化石墨烯表面具有较多的请见，在增强氧化石墨烯的表面极性的同时，能够提高氧化石墨烯的湿润性，将其更加均匀地分散在镀液中，从而使其与其他电镀材料相配合形成均匀分散地镀层结构；其次，通过十四烷酸对纳米二氧化硅进行表面修饰，能够使纳米二氧化硅具有较好的疏水性能，将十四烷酸改性后的纳米二氧化硅加入至镀液中，能够改善镀层的耐候性和防腐性能，从而使本专利技术制备的金属表面镀层结构在海洋的强腐蚀环境中得到更好的应用。
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1.一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤1中镀前预处理的具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤二中硫酸溶液的质量浓度为3%，步骤二中氢氧化钠溶液的质量浓度为3%。
4.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤2中改性氧化石墨烯的制备方法为：
5.根据权利要求4所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述S1中充分混匀的搅拌速度为300-400r/min，充分混匀的搅拌时间为15-20min，S1中的超声分散的频率为28-29kHz，超声分散的时间为1-2h，所述S2中恒温搅拌的搅拌速度为200-300r/min。
6.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在
7.根据权利要求6所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅的制备方法中混合搅拌的搅拌速度为200-300r/min，离心的转速为8000r/min。
8.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤3中混合均匀的搅拌速度为500-600r/min，混合均匀的搅拌时间为8-10min。
9.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤4中初次超声分散的频率为25-26kHz，初次超声分散的时间为28-30min，步骤4中再次超声分散的频率为28-29kHz，再次超声分散的时间为1-2h，所述步骤4中使用体积分数为15%的柠檬酸调节pH值。
10.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤5中电镀的工艺参数为：阴极电流密度1200A/m2，温度40℃，搅拌速度300r/min，电镀时间24h。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤1中镀前预处理的具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤二中硫酸溶液的质量浓度为3%，步骤二中氢氧化钠溶液的质量浓度为3%。
4.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤2中改性氧化石墨烯的制备方法为：
5.根据权利要求4所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述s1中充分混匀的搅拌速度为300-400r/min，充分混匀的搅拌时间为15-20min，s1中的超声分散的频率为28-29khz，超声分散的时间为1-2h，所述s2中恒温搅拌的搅拌速度为200-300r/min。
6.根据权利要求1所述的一种适用于海洋强腐蚀环境下的金属表面镀层结构的制备方法，其特征在于，所述步骤2中改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取9-10重量份十四烷酸溶解于200重量份二甲苯中，接着加入10-12重量份纳米二...
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