[发明专利]一种镁/镁合金表面微炭球改性微弧氧化处理用电解液

说明书

本发明提供了一种镁/镁合金表面微炭球改性微弧氧化处理用电解液，包括硅酸钠、氢氧化钠和微炭球，其中，硅酸钠的浓度为10.0‑20.0g/L，氢氧化钠的浓度为5.0‑15.0g/L，微炭球的浓度为30.0‑80.0mL/L。另外，本申请提供了一种利用该电解液在镁/镁合金表面制备微炭球改性微弧氧化薄膜的方法。利用微炭球改性的微弧氧化处理用电解液，绿色无污染，所用微炭球制备简单，方便易得，弥补了传统电解液的不足，有效降低了微弧氧化膜层表面微孔的数量，且具有优良的导电性能，使得膜层快速增长，极大地增加了膜层厚度，使膜层具有优异的耐蚀性能，大大延长了使用寿命，与膜层的结合为冶金结合，具有较强的结合力，SiC新相的形成使膜层硬度得到了极大提高。

技术领域

本发明涉及镁/镁合金表面微弧氧化技术领域，具体涉及一种镁/镁合金表面微炭球改性微弧氧化处理用电解液。

背景技术

镁合金，材质轻。它具有比强度高，刚性好，电磁屏蔽性能好等特点，镁合金压铸结构件被越来越广泛地应用汽车、家电、通讯电子、轻便工具、航空航天、军事工业等领域。目前，镁合金(压铸件)主要应用于移动电话、笔记本电脑外壳、饰件等压铸产品，在车、家电制造等行业的应用也很广泛。但是，由于镁合金具有活泼的化学性质，而且电极电位较低，因此镁合金的耐蚀性较差，不能满足各方面应用的要求。

因此，为了满足应用要求，就需要提高镁合金的耐蚀性，常用的方法有：制备高纯镁；合金化；表面改性。其中以表面改性最为常见，现在比较成熟的方法有化学转化膜、电沉积、水热法、阳极氧化和微弧氧化等。微弧氧化是建立在阳极氧化上发展的一种新型表面改性技术，具有能耗低，操作温度低，生产效率高，膜层耐蚀性、耐磨性好等优点，适用于制备一些耐蚀耐磨的构件比如移动电话、笔记本电脑外壳、汽车上的座椅骨架、轮毂、发动机的汽缸(顶)盖等。

微弧氧化就是将Mg、Al和Ti等阀金属或合金置于含有电解质的水溶液中，利用等离子体电化学和电化学原理，施加电压，在金属表面产生微弧放电，原位生长陶瓷层的一种新技术，因而又称等离子体电解氧化。

影响镁合金微弧氧化成膜质量的因素较多，其中，电解液的组成起着至关重要的作用。

镁合金微弧氧化的电解液体系目前主要有以下类型：磷酸系、铝酸系和硅酸系。对于磷酸盐体系，磷酸盐在水中溶解的情况下，可与Mg²⁺形成难溶性的配合物，吸附沉积于金属表面，形成致密的保护膜，从而减缓镁合金的腐蚀破坏，有利于微弧氧化膜的生长，但磷酸盐对人体和环境有不同程度的危害，使其实际应用受到了限制。铝酸盐体系对环境无污染、无毒无害，微弧氧化所形成的膜层是两层结构(外层的疏松多孔层和内层的致密层)，呈白色，表面极光滑，有良好的外观，但在成膜速度、耐蚀性方面，铝酸盐体系稍差于硅酸盐体系。硅酸盐是最适合微弧氧化方法的电解质成分之一，可在较宽的电解液温度及氧化电流范围内，促进合金表面钝化，形成性能较佳的含硅氧化膜。目前碱性硅酸盐体系的研究及应用较广，其基准电解液为NaOH+Na₂SiO₃，对环境的污染小，并且微弧氧化膜层对SiO₃^2-的吸附能力最强，与磷酸盐体系、铝酸盐体系相比，硅酸盐体系成膜速率较高，硬度、耐磨和耐蚀性能优异。

然而镁合金在多数电解液中微弧氧化时会生长一层具有较大孔隙率的多孔涂层，而腐蚀介质易于聚集在这些微孔处，加速腐蚀，这就降低了镁合金微弧氧化膜层的长期服役。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提供了一种镁/镁合金表面微炭球改性微弧氧化处理用电解液，弥补了传统电解液的不足，有效降低了传统微弧氧化薄膜表面微孔的数量，提高了其耐腐蚀性能；另外本申请提供了一种利用该电解液在镁/镁合金表面制备微炭球改性微弧氧化薄膜的方法。

本发明采用以下的技术方案：