[发明专利]AZ31镁合金表面Na‑MMT涂层的制备与测定方法

权利要求书

1.一种AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法，其特征在于，所述AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法包括以下步骤：

以钙基蒙脱石Ca-MMT为原料，采用离子交换法制备Na-MMT，首先进行单因素实验，分析氟化钠用量、温度、时间对Na-MMT阳离子交换容CEC的影响；然后，在单因素基础上，利用响应面法优化工艺条件，建立响应面模型；

利用水热法，在AZ31镁合金表面制备Na-MMT涂层。

2.如权利要求1所述的AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法，其特征在于，建立响应面模型中选用二次多项式模型建立与检验回归方程；回归方程为：

Y＝-1352.84+131.30A-29.12B+10.99C+0.19AB+5.10AC+0.08BC-20.08A²-0.19B²-4.34C²；

其中，氟化钠的自变量为A，温度的自变量为B，时间的自变量为C。

3.如权利要求1所述的AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法，其特征在于，Na-MMT涂层的制备方法为：称取5g Na-MMT溶于200ml去离子水中，置于250ml锥形瓶中，在室温下磁力搅拌0.5h，使Na-MMT分散均匀；调节悬浮液pH值至10.5，80℃搅拌5h；将预处理的AZ31镁合金放入水热釜中，需保持镁合金直立，将搅拌后悬浮液装入水热釜中，置于恒温干燥箱中130℃，36h后取出，去离子水清洗，吹干；得到Na-MMT涂层。

4.如权利要求1～2任意一项所述的AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法，其特征在于，Na-MMT涂层的制备方法中，在碱性环境下发生以下化学反应包括：

(1)蒙脱石发生水化反应：

Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂+10H₂O→2Al(OH)₃+4Si(OH)₄

(2)蒙脱石与NaOH的反应:

Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂+2Na⁺+2OH^-→2NaAlSi₂O₆·H₂O

(3)镁合金发生水化反应：

Mg+2H₂O→Mg(OH)₂+H₂↑

(4)蒙脱石与Mg(OH)₂的反应：

2Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂+Mg²⁺+2OH^-→Mg(Al₂Si₄O₁₂)·H₂O

最后，蒙脱石硅氧四面体表面有活性的OH^-与镁合金水化反应产生的OH^-，在水热条件下，脱去H₂O，在镁合金表面形成氧桥，使蒙脱石与镁合金AZ31紧密结合，形成Na-MMT 涂层。

5.如权利要求1所述的AZ31镁合金表面Na-MMT涂层的制备方法，其特征在于，氟化钠用量对Na-MMT阳离子交换容的影响中随着氟化钠用量的增加Na-MMT阳离子交换容也逐渐增加；当氟化钠用量达到4mmol时，Na-MMT阳离子交换容达到最大；当氟化钠用量继续增加，阳离子交换容不再继续升高；

反应温度对Na-MMT阳离子交换容的影响中随着温度的升高，Ca-MMT的阳离子交换容开始增加，当到达80℃时，Na-MMT阳离子交换容达到最大，此后，当温度继续升高，阳离子交换容不再增加；

反应时间对Na-MMT阳离子交换容的影响，随着反应时间的延长，Na-MMT阳离子交换容逐渐增加，当反应时间达到4h，Na-MMT阳离子交换容达到最大，此后，继续延长反应时间，阳离子交换容基本保持不变。