【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理，尤其涉及一种氧化物陶瓷涂层的制备方法。
技术介绍
1、微弧氧化处理技术是一项新型的阀金属材料(铝、镁、钛及其合金等)表面改性技术，该技术利用微弧氧化电源输出的高电压在电解槽中的溶液/工件界面处形成强电场，使得工件表面的绝缘膜击穿而产生微弧放电，从而在金属材料的工件表面原位生长出连续、致密的氧化物陶瓷涂层。通过对微弧氧化过程中的电解液和电参数的组合调整，在非阀金属材料(铜、铁及其合金等)表面也可以实现组分相似的微弧氧化陶瓷涂层的制备。
2、现有的研究报道认为微弧氧化陶瓷涂层是以基体氧化为主以及电解液化合物吸附-沉积-烧结为辅的复合氧化物组成，其中氧化陶瓷涂层的组分主要为基体氧化物，受电解液中化合物成分影响相对较小。如申请号为201810729654.6的中国专利公开了一种铝合金表面低太阳吸收率高发射率导电热控涂层的制备方法，其是以硅酸钠为主成膜剂，通过微弧氧化处理技术在铝合金表面制备得到的陶瓷涂层组分以三氧化二铝为准；申请号为202110943294.1的中国专利公开了一种镁合金自支撑微弧氧化膜层的制备方法，其是在硅酸钠为主盐的电解液体系中，在la91镁锂合金、az31b镁合金等不同型号镁合金表面制备得到了杂质含量较少的氧化镁陶瓷涂层；申请号为201310111042.8的中国专利公开了一种钛合金表面低太阳吸收率高发射率涂层的制备方法，其是在以硅酸盐作为主成膜剂的电解液中，通过微弧氧化的处理方法在钛合金表面制备得到了以金红石二氧化钛为主的陶瓷涂层。综上所述，微弧氧化处理技术很难实现金属材料表
3、二氧化硅陶瓷涂层具有较好的热稳定性、化学稳定性、良好的耐磨耐蚀性和低吸收高发射的热控性能，是一种较为常见的陶瓷涂层材料，在光学、电子、材料防护以及航空航天等领域都有广泛应用。基于此，研究人员采用了诸如气相沉积、磁控溅射以及溶胶-凝胶等方法在金属材料表面实现了sio2涂层的制备，然而得到的sio2涂层存在厚度较薄或与金属基体间结合力较差或工艺复杂以及成本高昂等问题。而通过微弧氧化处理技术在金属材料表面得到的sio2陶瓷涂层一般都是复合涂层，如申请号为201911163435.7的中国专利公开了一种利用陶瓷颗粒化学自烧结微弧氧化技术制备纳米陶瓷涂层的方法，其通过在基础电解液中加入改性的sio2陶瓷颗粒实现了铝合金表面高耐磨的3al2o3-2sio2复合陶瓷层的制备。目前，在硅酸盐电解液体系中直接通过微弧氧化技术实现金属材料表面高含量的sio2陶瓷涂层的制备仍未见有报道；申请号为202310236235.x的中国专利公开了一种基于微弧氧化制备的非晶二氧化硅涂层及其制备方法和应用，其是通过吸附有机硅化合物水解产生的凝胶，利用微弧氧化技术在6061铝合金表面实现了高含量非晶sio2涂层的制备，但溶胶体系的稳定性及可控性相对较差，较难实现复杂结构件及零部件的大批量处理，同时也存在制备工艺适应范围较窄的缺陷，即该工艺只能在特定的基材表面得到sio2涂层，而金属材料的表面化学活性和微弧氧化过程中的反应机制是不同的，这种差异会导致sio2陶瓷涂层的制备工艺相对较复杂且具有唯一的特性，因而要在同种工艺条件下实现不同金属材料表面的相类似的sio2陶瓷涂层的制备是十分困难的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氧化物陶瓷涂层的制备方法，所述制备方法适用范围广、稳定性及可控性好。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种氧化物陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：
4、将主成膜剂、成膜促进剂、辅助成膜剂和水混合，得到微弧氧化电解液；
5、以基体为阳极，以不锈钢盘管为阴极，将所述阳极放置于所述微弧氧化电解液中，进行微弧氧化处理，得到所述氧化物陶瓷涂层。
6、优选的，按照质量份数计，所述主成膜剂包括硅酸钠0～80份，硅酸钾0～80份，硅酸锂0～80份，钠水玻璃0～120份和钾水玻璃0～120份，且所述硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、钠水玻璃和钾水玻璃的用量不同时为0。
7、优选的，按照质量份数计，所述成膜促进剂包括尿素0～15份，二甘醇胺0～20份，三乙醇胺0～25份和聚丙烯酰胺0～30份，且所述尿素、二甘醇胺、三乙醇胺和聚丙烯酰胺的用量不同时为0。
8、优选的，按照质量份数计，所述辅助成膜剂包括乙二醇0～30份，丙三醇0～35份，一缩二乙二醇0～40份和山梨醇0～45份，且所述乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、和山梨醇的用量不同时为0。
9、优选的，所述微弧氧化电解液中的主成膜剂的浓度为100～200g/l。
10、优选的，所述微弧氧化电解液中的成膜促进剂的浓度为25～60g/l。
11、优选的，所述微弧氧化电解液中的辅助成膜剂的浓度为50～100g/l。
12、优选的，所述基体为铝合金、镁合金、钛合金、铜合金或铁合金。
13、优选的，所述微弧氧化处理在循环冷却的条件下进行。
14、优选的，所述微弧氧化处理采用的双极性脉冲电源的频率为100～2000hz，占空比为8～40％，正电压为420～540v，负电压为0～150v，电流密度为7.5～20a/dm2，处理时间为30～120min。
15、本专利技术提供了一种氧化物陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：将主成膜剂、成膜促进剂、辅助成膜剂和水混合，得到微弧氧化电解液；以基体为阳极，以不锈钢盘管为阴极，将所述阳极放置于所述微弧氧化电解液中，进行微弧氧化处理，得到所述氧化物陶瓷涂层。本专利技术所述制备方法具有普适性，即在不同的金属材料表面经由同一种工艺过程得到具有组分及性能相似的陶瓷涂层，极大地解决了微弧氧化技术应用过程中的工艺复杂性和可控性问题。本专利技术适用范围广，适用于各种型号及牌号的金属材料表面的非基体氧化物陶瓷涂层的制备，也适用于各种复杂结构的零部件表面。
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1.一种氧化物陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述主成膜剂包括硅酸钠0～80份，硅酸钾0～80份，硅酸锂0～80份，钠水玻璃0～120份和钾水玻璃0～120份，且所述硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、钠水玻璃和钾水玻璃的用量不同时为0。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述成膜促进剂包括尿素0～15份，二甘醇胺0～20份，三乙醇胺0～25份和聚丙烯酰胺0～30份，且所述尿素、二甘醇胺、三乙醇胺和聚丙烯酰胺的用量不同时为0。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述辅助成膜剂包括乙二醇0～30份，丙三醇0～35份，一缩二乙二醇0～40份和山梨醇0～45份，且所述乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、和山梨醇的用量不同时为0。
5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液中的主成膜剂的浓度为100～200g/L。
6.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液中的成膜促进剂的
7.如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液中的辅助成膜剂的浓度为50～100g/L。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基体为铝合金、镁合金、钛合金、铜合金或铁合金。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化处理在循环冷却的条件下进行。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化处理采用的双极性脉冲电源的频率为100～2000Hz，占空比为8～40％，正电压为420～540V，负电压为0～150V，电流密度为7.5～20A/dm2，处理时间为30～120min。
...【技术特征摘要】
1.一种氧化物陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述主成膜剂包括硅酸钠0～80份，硅酸钾0～80份，硅酸锂0～80份，钠水玻璃0～120份和钾水玻璃0～120份，且所述硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、钠水玻璃和钾水玻璃的用量不同时为0。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述成膜促进剂包括尿素0～15份，二甘醇胺0～20份，三乙醇胺0～25份和聚丙烯酰胺0～30份，且所述尿素、二甘醇胺、三乙醇胺和聚丙烯酰胺的用量不同时为0。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份数计，所述辅助成膜剂包括乙二醇0～30份，丙三醇0～35份，一缩二乙二醇0～40份和山梨醇0～45份，且所述乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇、和山梨醇的用量不同时为0。
5.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，彭振军，于波，于强亮，王行伟，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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