專利名稱：在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種材料的表面處理方法，特別是一種鎂鋰合金的表面處理 方法。(二) 背景技術(shù)近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的科技人員對(duì)Mg-Li合金進(jìn)行了較廣泛的研究。Mg-Li 合金因其優(yōu)異的性能，在各個(gè)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，被譽(yù)為21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿?的綠色材料。它具有較高的強(qiáng)度、韌性和塑性，是航空航天領(lǐng)域最有前途的材料。 Mg-Li合金具有令人羨慕的優(yōu)點(diǎn)(低密度、高比強(qiáng)度、良好塑性等)，但同時(shí)又 存在一些缺點(diǎn)(熱穩(wěn)定性差、耐蝕性能差等)。國(guó)內(nèi)外的研究多側(cè)重于合金設(shè)計(jì) 和提高鑄造條件，降低雜質(zhì)含量，添加合金元素，制造高純鎂合金和高溫耐蝕鎂 合金，而在合金的表面組裝氧化物，研究Mg-Li合金對(duì)氧化物的影響，制備出具 有特殊結(jié)構(gòu)和形貌氧化物的研究至今尚未見(jiàn)報(bào)道。Mg-Li合金表面具有一定的活 性，尤其是Li元素較為活潑，可以和某些元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)。在Mg-Li合 金表面組裝氧化物可能會(huì)使氧化物的形成機(jī)理、產(chǎn)物的形態(tài)發(fā)生變化，得到與普 通氧化物不同的新型氧化物。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能在鎂鋰合金表面形成結(jié)晶度較好的氧化鋅層 的在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅的方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的1、 Mg-Li合金表面的預(yù)處理先把Mg-Li合金切割成小片，用砂紙打磨合金，直至其表面光亮、平整，將 打磨好的Mg-Li合金用蒸餾水沖洗后，放入丙酮中，超聲處理15-20分鐘后取出 并用蒸餾水沖洗，然后進(jìn)行堿洗除油、蒸餾水沖洗，再浸入到60 g/L的鉻酐溶 液中3 4min，取出并用蒸餾水沖洗備用；2、 Mg-Li合金表面Zn0的組裝首先配制0.03mol/L的硝酸鋅溶液，然后在磁力攪拌器的作用下逐滴加入氨 水，調(diào)整溶液pH=9.00-9.05，攪拌，把預(yù)處理過(guò)的鎂鋰合金放入溶液中，在55-60°C 溫度下反應(yīng)10-14小時(shí)后取出合金，用無(wú)水乙醇沖洗并吹干。本發(fā)明考慮了影響氧化物組裝的各種因素。由于鎂、鋰都是非?；顫姷慕饘?， 極易和酸發(fā)生反應(yīng)，本發(fā)明選擇了嚴(yán)格的溶液pH值控制范圍；晶體的形成也受 溫度的影響，本發(fā)明選擇了適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂品秶?，確定了最佳的反應(yīng)溫度；反應(yīng)時(shí)間決定所生成氧化物膜的致密程度及是否均勻，本發(fā)明通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)選擇 了反應(yīng)時(shí)間及最佳反應(yīng)時(shí)間。此外，所用反應(yīng)液的濃度及陰離子種類也對(duì)氧化物 的組裝起到了一定的影響。本發(fā)明在充分研究了這些因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)大量實(shí) 驗(yàn)確定了最佳的實(shí)驗(yàn)條件。采用本發(fā)明的方法得到的在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅后的產(chǎn)物，經(jīng)X 射線衍射分析確定了氧化鋅的結(jié)構(gòu)如圖3所示。掃描電子顯微鏡觀察了氧化鋅的 形貌如圖4所示。證明在pH-9.03，反應(yīng)時(shí)間為12h時(shí)，反應(yīng)溫度T-6(TC時(shí)， 合金表面的氧化鋅結(jié)晶度較好，形貌為花兒形團(tuán)簇狀。

圖1是Mg-Li合金表面的預(yù)處理工藝流程圖； 圖2是Mg-Li合金表面ZnO的組裝流程圖；圖3是兩種氧化劑作用下合金表面氧化鋅XRD衍射圖，其中l(wèi).普通氧化 鋅2.鎂鋰合金基體3.兩種氧化劑下樣品1 4.單一氧化劑下樣品2;圖4是常溫下、放大倍數(shù)10000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電鏡圖； 圖5是常溫下、放大倍數(shù)15000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電鏡圖； 圖6是6(TC水浴下的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電鏡圖； 圖7是7(TC水浴下的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電鏡圖； 圖8是NaOH作用下、放大倍數(shù)10000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電 鏡圖；圖9是NaOH作用下、放大倍數(shù)30000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電 鏡圖；圖10是添加H202后、放大倍數(shù)10000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電 鏡圖；圖11是添加H202后、放大倍數(shù)30000的鎂鋰合金表面組裝的氧化鋅掃描電 鏡圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述 1、 Mg-Li合金表面的預(yù)處理先把Mg-Li合金切割成小片，依次用60(W、 800#砂紙和1200#砂紙上打磨合 金，直至其表面光亮、平整，將打磨好的Mg-Li合金用蒸餾水沖洗后，放入丙酮 中，超聲處理15分鐘后取出并用蒸餾水沖洗，然后進(jìn)行堿洗除油、蒸餾水沖洗， 再浸入到60 g/L的鉻酐溶液中3 4min，取出并用蒸餾水沖洗備用；2、 Mg-Li合金表面ZnO的組裝首先配制0.03mol/L的硝酸鋅溶液，然后在磁力攪拌器的作用下逐滴加入氨 水，調(diào)整溶液pP^9.03，攪拌，把預(yù)處理過(guò)的鎂鋰合金放入溶液中，在60'C溫度 下反應(yīng)12小時(shí)后取出合金，用無(wú)水乙醇沖洗并吹干。
權(quán)利要求
1、一種在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅的方法，其特征是(1)、Mg-Li合金表面的預(yù)處理先把Mg-Li合金切割成小片，用砂紙打磨合金，直至其表面光亮、平整，將打磨好的Mg-Li合金用蒸餾水沖洗后，放入丙酮中，超聲處理15-20分鐘后取出并用蒸餾水沖洗，然后進(jìn)行堿洗除油、蒸餾水沖洗，再浸入到60g/L的鉻酐溶液中3～4min，取出并用蒸餾水沖洗備用；(2)、Mg-Li合金表面ZnO的組裝首先配制0.03mol/L的硝酸鋅溶液，然后在磁力攪拌器的作用下逐滴加入氨水，調(diào)整溶液pH＝9.00-9.05，攪拌，把預(yù)處理過(guò)的Mg-Li合金放入溶液中，在55-60℃溫度下反應(yīng)10-14小時(shí)后取出合金，用無(wú)水乙醇沖洗并吹干。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅的方法，其特征 是所述的在Mg-Li合金表面ZnO的組裝的最佳反應(yīng)條件為pH=9.03，反應(yīng)時(shí) 間為12小時(shí)，反應(yīng)溫度為60°C。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種在鎂鋰合金表面組裝納米氧化鋅的方法。先把Mg-Li合金切割成小片，用砂紙打磨合金，直至其表面光亮、平整，將打磨好的Mg-Li合金用蒸餾水沖洗后，放入丙酮中，超聲處理15-20分鐘后取出并用蒸餾水沖洗，然后進(jìn)行堿洗除油、蒸餾水沖洗，再浸入到60g/L的鉻酐溶液中3～4min，取出并用蒸餾水沖洗備用；稱取一定質(zhì)量的鋅鹽配成所需濃度的溶液，然后在磁力攪拌器的作用下逐滴加入氨水，調(diào)整溶液pH＝9.00-9.05，攪拌，把預(yù)處理過(guò)的鎂鋰合金放入溶液中，在55-60℃溫度下反應(yīng)10-14小時(shí)后取出合金，用無(wú)水乙醇沖洗并吹干。本發(fā)明的方法在合金表面的氧化鋅結(jié)晶度較好，形貌為花兒形團(tuán)簇狀。
文檔編號(hào)C23C18/16GK101158036SQ20071014465
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者宋大雷, 張密林, 景曉燕 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)