[发明专利]镁合金纳米化学复合镀溶液的应用

说明书

本申请是中国发明专利申请的分案申请，原申请的申请日：2005年6月15日，申请号：200510046679.9，发明创造名称：镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用，公开号：CN1880502A；在专利审查过程中，由于原申请中镁合金纳米化学复合镀溶液的制备工艺和应用不属于一个总的发明构思，提出此分案申请。

技术领域

本发明涉及镁合金表面防护技术，具体地说是一种镁合金纳米化学复合镀溶液的应用。

背景技术

镁是最轻的实用结构金属材料，它的密度为1.74g/cm³，是钢铁的1/4、铝的2/3。镁及镁合金还有许多其它优异的性能，例如，比强度、比刚度高，抗冲击性能好，良好的电磁屏蔽功能，导热导电性好以及易于回收利用等，使得镁及其合金在国防、军工、交通、通讯等领域具有广阔的应用前景。

但是，镁也是所有工业合金中化学活泼性最高的金属，标准电极电位为-2.37伏(相对于标准氢电极)，比铁低约2V，比铝低约0.7V。在干燥的大气中，镁表面可以形成氧化物膜，对基体有一定的保护作用。但是镁的氧化膜疏松多孔(MgO/Mg＝0.81)，在潮湿的环境中及Cl^-存在的条件下发生严重腐蚀。因此，要进一步扩大镁合金的应用，必须解决镁合金的腐蚀与防护问题。

镁合金在使用前一般须进行适当的表面处理，方法有转化膜、阳极氧化、电镀、化学镀以及表面改性等。其中通过化学镀方法获得的镀层硬度高，耐磨性、耐蚀性好，厚度均匀，有很好的可焊性和可抛光性。最重要的是化学镀方法获得的涂层是金属涂层，具有优良的传导性，这是转化膜和阳极氧化等方法无法比拟的。由于镁合金很高的化学活性，它属于一种难镀金属，传统工艺采用浸锌、氰化物打底，最后再化学镀的方法，不但工艺复杂，而且污染严重。后发展起来的直接化学镀方法中使用了六价铬和氢氟酸，都对人体和环境危害很大。近些年来对于镁合金化学镀的研究越来越多，镀液和工艺也不断完善。例如，中国专利申请(申请号200410018471.1)提及的是先化学镀以后再电镀，中性盐雾实验可达1000小时。中国专利申请(申请号200410018472.6和200410017369.x)报道的是用硫酸镍和氯化镍取代碱式碳酸镍，大大降低了成本。此外，许多日本专利，如公开号JP2003231979，JP2004068087，JP2003073843等也都是关于镁合金化学镀的研究。一般说来，化学镀层就可以满足通常的需要。但是对于航空航天、电子、军事等对镀层的耐蚀性、耐磨性要求高的领域就需要使用化学复合镀层。化学复合镀是在化学镀的基础上发展起来的一种表面处理技术。它是指在镀液中加入惰性微粒，如SiC，Al₂O₃，聚四氟乙烯，ZrO₂，TiO₂等粒子，使之与金属共同沉积，从而获得了具有沉积金属和惰性微粒双重性能的复合材料镀层。随着纳米材料科学的飞速发展，人们对纳米粒子性质认识不断深化。利用化学复合镀技术将纳米颗粒引入金属镀层中，由于纳米粒子独特的物理及化学性能，使得其形成的纳米化学复合镀层性能更加优异。另外，复合镀也存在镀液稳定性差，粒子分散不均匀的问题。现今化学复合镀的研究都局限于钢铁材料上，镁合金上纳米化学复合镀的研究还未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有较高硬度，较好耐蚀性和耐磨性，纳米粉在镀层中分散均匀，对环境污染小的镁合金纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种镁合金纳米化学复合镀溶液，包括基础化学镀液和纳米氧化物浓缩浆，按浓缩浆中的纳米氧化物量计，化学复合镀液中纳米氧化物含量为0.5～30g/L；按重量比计，纳米氧化物浓缩浆包括氧化物纳米粉30～80％，分散剂0.15～16％，水余量。

所述纳米氧化物为纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化硅、纳米氧化钛等中的任选一种，其粒度都在100nm以下。

所述分散剂是专门用于制备水性浓缩浆的商用分散剂中的一种或几种的复合，其用量是纳米粉重量的0.5～20％。

所述基础化学镀液包括碱式碳酸镍，氟化氢氨、碱金属氟化物中的一种或几种物质，柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或两种物质，次亚磷酸钠；其中，碱式碳酸镍5～15g/L，氟化氢氨5～15g/L，碱金属氟化物5～10g/L，柠檬酸或柠檬酸盐3～25g/L，次亚磷酸钠10～30g/L，水余量。