[发明专利]一种金属表面超疏水性铝镀层制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面防腐性超疏水铝镀层制备技术，特别是涉及一种金属基体表面铝镀层的超疏水化处理方法。

背景技术

目前，金属的防腐方法包括合金化、表面保护膜（电镀及电刷镀涂层、离子镀层、有机涂层、热浸镀涂层等）、离子注入及高能束表面处理等。对某些表面活性大、易腐蚀的金属基体，往往采用磁控溅射离子镀膜技术在其表面制备保护镀层，铝膜是常用的金属表面防腐镀层。然而，磁控溅射铝镀层一般很薄（厚度通常是几个~几十微米），并且存在微小的孔隙，在潮湿的气氛中，水汽和其他腐蚀性离子容易通过这些微孔进入镀层内部，与基体金属反应，导致膜基结合力下降甚至薄膜脱落。因此，此类金属表面获得铝镀层后的防水处理仍然十分必要。而超疏水膜技术可以有效地降低水对金属表面的浸润，减缓水蒸气在金属表面的凝结和扩散，从而可望有效地减轻金属在含水气氛中的腐蚀。因此在磁控溅射铝镀层表面进行超疏水处理，可以制备出耐水腐蚀性能良好的金属表面防护层。

超疏水膜技术应用于金属防腐领域中已有大量研究成果，同样，金属铝表面超疏水薄膜的制备方法也有大量研究报道：1）宋明玉,黄新堂, 制备超疏水性铝表面的试验研究. 长江大学学报, 2006，3(4): 28-30；2）He T, Wang Y, Zhang Y. Super-hydrophobic surface treatment as corrosion protection for aluminum in seawater. Corrosion Science，2009，51: 1757-1761；3) Liu T, Dong L，Liu T，Yin Y. Investigations on reducing microbiologically-influenced corrosion of aluminum by using super-hydrophobic surfaces. Electrochimica Acta, 2010，55: 5281-5285。

而铝镀层表面超疏水薄膜的制备方法报道较少，相关文献包括： 4）Ren S, Yang S, Zhao Y, Yu T, Xiao X. Preparation and characterization of an ultrahydrophobic surface based on a stearic acid self-assembled monolayer over polyethyleneimine thin films. Surface Science，2003，546: 64-74；5） DeRose J A, Hoque E, Bhushan B, Mathieu H J. Characterization of perfluorodecanoate self-assembled monolayers on aluminum and comparison of stability with phosphonate and siloxy self-assembled monolayers. Surface Science，2008，602: 1360-1367；6）Hozumi A, Cheng D F, Yagihashi M. Hydrophobic/ superhydrophobic oxidized metal surfaces showing negligible contact angle hysteresis. Journal of Colloid and Interface Science，2011，353: 582-587。这些文献中报道的超疏水处理的铝镀层是在玻璃或者硅片上沉积的，镀层基体不是金属，处理方法为用沸水煮，然后用聚乙烯亚胺和硬脂酸修饰或先通过氧等离子体氧化再通过全氟烷酸修饰，或者在表面通过化学气相沉积1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷，从而形成疏水或超疏水表面，处理过程中没有考虑到镀层的防护作用，其中氧等离子体氧化后再通过全氟烷酸修饰的样品并未达到超疏水。

发明内容

本发明的目的是解决现有金属铝表面超疏水化处理技术中要求的处理温度高、需求真空环境、成本较高、处理时间较长、处理过程中对样品表面损害较大等技术问题，提供一种金属表面超疏水性铝镀层制备方法，该方法具有操作过程中工件基体温度低、处理过程简单、设备成本低、重复性好、制备过程耗时短、不产生毒性污染物、有利于环境保护和劳动保护等优点。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：一种金属表面超疏水性铝镀层制备方法，包括下列步骤：