【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学和表面，具体为一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜及其制备方法。
技术介绍
1、金属是由金属矿物(氧化物、硫化物等)通过金属冶炼吸收能量得到，因此金属在热力学上处于不稳定的状态，有与周围介质发生作用转变为金属离子的倾向而发生金属腐蚀，能量的差异是产生腐蚀反应的推动力，腐蚀过程释放能量，腐蚀是一个自发的过程，这会对金属造成不可逆的破坏。金属材料被广泛应用于国防、交通、建筑等各个领域，每年由于金属腐蚀造成的损失是其他由于自然破坏造成损失的总和，另外金属腐蚀还会带来一系列环境和安全危害，因此腐蚀问题不可轻视。为了对金属进行保护，金属基体的防护得到了广泛的研究，金属表面处理就是其中之一。
2、化学转化膜是最常用的一种金属表面预处理技术，化学转化是金属表面溶解出的阳离子与转化液中的阴离子反应生成不溶或难溶化合物沉积在金属基体表面的过程。化学转化膜一方面可以增强金属的耐蚀性能，另一方面可以作为金属基体与后续处理涂层之间的中间层，提高金属基体与后续有机涂层之间的结合力。在化学转化膜中，铬酸盐钝化技术与磷化处理技术是研究和使用最为广泛的两种。但是由于铬酸盐转化膜含有六价铬酸盐物质，是剧毒物，可能会使得人体基因发生突变，具有致癌性而被禁用。磷化膜分为锌系磷化、锰系磷化、铁系磷化、锌钙系磷化等现已成为工业上应用最广泛的金属表面处理技术。磷化处理技术现已成熟，但是传统的磷化转化膜生成速度慢，需要添加促进剂，传统磷化促进剂一般为硝酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐类物质，这类促进剂污染环境，对人类身体有危害，因此需要寻找新型的磷化促进剂
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜及其制备方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜，其特征在于，所制成的耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的主要成分为磷化液，粉煤灰作为磷化促进剂，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要氧化物组成为：sio2、al2o3、fe2o3、cao等；其中空玻璃微珠形貌为微球状。
4、一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5、步骤1、磷化液配制过程：所述复合磷化液的组分按质量百分比是由1％-3％磷酸、0.01％-1％粉煤灰、8％-20％硝酸盐、5％-30％磷酸二氢盐、0.02％-1％络合剂、0.05％-0.08％ph调节剂以及余量去离子水组成；将以上组分按先后顺序加入1l烧杯中，将装有磷化液的烧杯置于超声分散机中超声30-90min，后再用玻璃棒搅拌10-20min后得到配好的磷化液；
6、步骤2、磷化处理技术：将装有配置好的磷化液的烧杯置于水浴锅中升温至30-40℃，后将金属基材(尺寸：20×20×1mm)置于烧杯中，磷化处理5-25min后取出，用去离子水反复冲洗3-6次，后用吹风冷风吹干后待测试。
7、优选地，在步骤1中，所述的硝酸盐为硝酸锌，硝酸钙，硝酸锰中的一种或两种。
8、优选地，在步骤1中，所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢锌，磷酸二氢钠，磷酸二氢锰，磷酸二氢钙中的一种或多种。
9、优选地，在步骤1中，所述的络合剂为酒石酸。
10、优选地，在步骤1中，所述的ph调节剂为氢氧化钠，乙醇胺，三乙醇胺中的一种。
11、优选地，在步骤1中，加入烧杯的先后顺序为磷酸二氢盐、硝酸盐、磷酸、粉煤灰、络合剂、水以及ph调节剂。
12、优选地，在步骤2中，所述的金属基材为碳钢、铝合金以及镁合金中的一种。
13、本专利技术的机理：
14、本专利技术提供一种具有耐蚀耐摩擦性能的粉煤灰复合磷化膜及其制备方法，选用固废粉煤灰(fa)作为磷化促进剂。粉煤灰的中空漂珠本身具有微球形貌，是很好的金属基体的附着位点，将粉煤灰与磷化液混合制备磷化膜，会增加磷酸盐晶体在金属基材表面的成核位点。一方面导致磷酸盐晶体的数目增多，另一方面磷酸盐晶体成核位点的增多，磷酸盐晶体经过后续的不断生长，最终可生成致密的晶粒得到细化的膜层，可以完全覆盖金属基材表面。由于膜层致密孔隙率小，这可以有效地阻挡腐蚀介质渗透膜层到达金属基体表面对金属造成破坏，另外致密细腻的膜层也是提高磷化膜耐摩擦性能的关键。
15、本专利技术与传统工艺技术相比，有益效果如下：
16、(1)本专利技术第一次将固体废弃物粉煤灰用来作为磷化的促进剂，为固废的资源化高值化利用提供了新的途径，粉煤灰的中空微珠本身具有球形结构可以增加磷化膜初始生长阶段的成核位点，促进磷酸盐晶体的生长速度且需要的操作温度低不消耗资源。
17、(2)本专利技术中粉煤灰复合磷化膜同时具有优异的耐蚀性能以及耐摩擦性能，腐蚀速率降低了1个数量级，摩擦系数从0.5降至0.1。
18、(3)本专利技术中的复合磷化膜外观致密孔隙率低，光滑细腻。
19、(4)本专利技术为固体废弃物粉煤灰的资源化利用提供了新的途径。
20、(5)本专利技术磷化膜制备过程中无需复杂设备，步骤简单，操作方便，适合大规模的工业化生产。
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1.一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜，其特征在于，所制成的耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的主要成分为磷化液，粉煤灰作为磷化促进剂，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等；其中空玻璃微珠形貌为微球状。
2.一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的硝酸盐为硝酸锌，硝酸钙，硝酸锰中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢锌，磷酸二氢钠，磷酸二氢锰，磷酸二氢钙中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的络合剂为酒石酸。
6.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的pH调节剂为氢氧化钠，乙醇胺，三乙醇胺中的一种。
7.根据权利要求2所
8.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述的金属基材为碳钢、铝合金以及镁合金中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜，其特征在于，所制成的耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的主要成分为磷化液，粉煤灰作为磷化促进剂，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要氧化物组成为：sio2、al2o3、fe2o3、cao等；其中空玻璃微珠形貌为微球状。
2.一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的硝酸盐为硝酸锌，硝酸钙，硝酸锰中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种耐蚀耐摩擦粉煤灰复合磷化膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢锌，磷酸二氢钠，磷酸二氢锰...
【专利技术属性】
技术研发人员：田玉琴，李伟，李春雷，宫源，欧玉静，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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