[发明专利]一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法

说明书

本发明涉及一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，属于镁及镁合金表面处理技术领域，其工艺步骤包括：在镁合金表面制备金属置换层，对碳纳米管进行修饰分散处理，并将其加入化学镀液，得到化学复合镀液。将表面有金属置换层的镁或镁合金在适当的工艺条件下置入化学镀液，可得到含碳纳米管改性复合镀层，从而实现镁合金表面镀层在保证耐蚀防护性基础上的功能化。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法。

背景技术

镁合金具有多种优异性能，例如轻量化、热传导性好、刚性高耐冲击、可回收等特点，另外镁合金有极佳的电磁屏蔽性，可以完全吸收频率超过100db的电磁干扰。因此镁合金非常适合用于3C类产品外壳、内部结构件的制造。

镁合金具备上述诸多性能优势的同时也有着明显的缺陷，即镁合金耐蚀性较差，这对其进一步开发应用造成了极大障碍。对镁合金进行表面处理是提高其耐蚀性是行之有效的方法。

为了解决镁及镁合金的耐蚀性问题，研究人员进行了多方面的探索和研究，在镁合金表面制备防护性化学镀层是其中很具有代表性的一类，如在镁合金表面制备化学镀层。目前制备镁合金化学镀层的方法很多，有在镁合金表面制备Ni-B化学镀层(中国申请号：200610070858.0、200610005330.5)，Ni-P化学镀层(中国申请号：201010605590.2)，以及以此为基础的各种化学复合镀层(中国申请号：200610134325.4、200910190902.5、201510838912.0)。目前镁合金化学镀工艺多采用二次浸锌打底工艺或表面钝化工艺，以保证镀层具有附着力。其不足之处在于：1、浸锌或表面钝化工艺操作复杂，难以维护；2、降低化学镀液的使用寿命；3、对含硅和稀土的镁合金进行传统的浸锌法或钝化法化学镀时，常常出现镀层附着力差的现象。

碳纳米管属于一维纳米材料，因其新奇的结构和优异的物理化学性能、力学、热学、电磁学等，成为物理、化学以及材料科学等领域的研究重点。尤其是碳纳米管显示出较强的宽带微波吸收性能，且导电性可调，是一种理想的微波吸收剂，将其与镁合金防护性覆层结合起来，可进一步提高镁合金的电磁屏蔽性。但是，由于其比重较小，在复合材料中容易发生偏析和团聚的现象。并且碳纳米管的分散性以及与水溶液和金属基体的融合性较差。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，本发明根据镁合金表面强度低、耐蚀性差的状况，对镁合金表面采用化学镀工艺制备防护性化学镀层相结合的方法，可以避免空气的污染和在镁合金表面形成一层显微硬度高，耐磨性和耐蚀性好，与镁合金基体有良好结合力的合金化层。

本发明的目的在于提供一种镁或镁合金表面含碳纳米管的Ni-P-MWNTs、Ni-B-MWNTs等改性复合镀层及其制备方法，为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种镁或镁合金表面含碳纳米管改性复合镀层的制备方法，包括以下步骤：

a.超声波除油：以丙酮或三氯乙烯有机溶剂对镁合金试样进行超声波除油处理，除油操作温度为15℃～30℃，除油时间为8～l2分钟；

b.碱洗液及操作条件：氢氧化钠40g/L～60g/L，磷酸三钠8g/L～12g/L，温度55～65℃，时间为8～10分钟；

c.镁或镁合金表面金属置换液和金属置换层的制备：以下浓度组分的水溶液其中包括浓度为0.001～8g/L的硫酸钴、浓度为5～50g/L的硫酸镍、浓度为1～100g/L的硫酸锌其中一种或一种以上的复配物；以及浓度为0.001～80mg/L的十二烷基磺酸钠、浓度为0.001～80mg/L的十二烷基硫酸钠其中一种或一种以上的复配物；将经过除油处理的镁或镁合金工件放入金属置换液，控制温度为25～40℃，时间0.5～10分钟，在镁或镁合金表面得到金属置换层；