本發(fā)明屬于金屬材料表面修飾領(lǐng)域，設(shè)計一種在不銹鋼和鈷合金表面制備出納米多孔結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)：

在不銹鋼和鈷合金表面制備一層具有納米多孔結(jié)構(gòu)可以提高金屬表面的粗糙度和表面的疏水性。這種納米多孔結(jié)構(gòu)可以改善不銹鋼和鈷合金在不同使用環(huán)境中的表現(xiàn)。作為生物醫(yī)用材料，可以改善材料表面的生物惰性。作為裝飾材料可以使材料具有自清潔的能力。

此前研究人員均采用含有高氯酸的有機溶液作為電解質(zhì)溶液在不銹鋼和鈷合金表面制備納米多孔結(jié)構(gòu)，但是高氯酸的酸性非常強，是六大無機強酸之首，在無機含氧酸中酸性最強。高氯酸是氯的最高價氧化物的水化物?？芍?，具有強腐蝕性、強刺激性，因此需要研究環(huán)境更加友好的電解質(zhì)溶液。

另外，目前工業(yè)上不銹鋼表面處理工藝多集中在噴砂工藝。但要達到更為精細且均勻的處理效果，仍需要改進表面處理的工藝，通過對工藝參數(shù)的控制，使處理效果更加可控，可以應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在不銹鋼和鈷合金表面制備納米多孔結(jié)構(gòu)的方法。該方法能在不銹鋼和鈷合金表面制備出20-60nm的均勻多孔粗糙表面，工藝參數(shù)可控，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明采用陽極氧化方法，以不銹鋼或鈷合金為陽極，鉑片、鉑網(wǎng)或石墨為陰極，采用的電解質(zhì)溶液中，NH₄F濃度為0.075-1mol/L，水的體積分?jǐn)?shù)為1-20%，溶劑為乙二醇。

所述陽極氧化過程，溫度范圍為0-30 ^oC，時間范圍為3 min-1 h，恒電壓的電壓范圍為5 – 60 V。

本發(fā)明的有益效果是：可以在不銹鋼和鈷合金表面制備出一層納米多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)的孔徑范圍可以控制在20 - 60 nm。該方法具有設(shè)備簡單，操作方便的優(yōu)點，而且這種電解質(zhì)溶液相對環(huán)境友好，得到的多孔結(jié)構(gòu)孔徑均勻，效果穩(wěn)定，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是實施例1 316L不銹鋼機械拋光后的SEM圖片。

圖2是實施例1 316L不銹鋼陽極氧化后的SEM圖片。

圖3是實施例1 316L不銹鋼機械拋光樣品（A）和陽極氧化樣品（B）的AFM圖片。

圖4是實施例2 CoCrMo合金機械拋光后的SEM圖片。

圖5是實施例2 CoCrMo合金陽極氧化后的SEM圖片。

圖6是實施例2 CoCrMo合金機械拋光樣品（A）和陽極氧化樣品（B）的AFM圖片。

具體實施方式

實施例1

將316L不銹鋼用拋光膏拋至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液。NH₄F為1.852g，水為5ml，乙二醇為95ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為30V，設(shè)置陽極氧化的時間為10分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍。由圖1、圖2、圖3可知，陽極氧化后在表面得到了一層納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。

實施例2

將CoCrMo合金拋光至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液，NH₄F為0.5556g，水為1ml，乙二醇為99ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為15V，設(shè)置陽極氧化的時間為10分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍。由圖4、圖5、圖6可知，陽極氧化后在表面得到了一層納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。

實施例3

將316L不銹鋼拋光至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液，NH₄F為1.852g，水為5ml，乙二醇為95ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為30V，設(shè)置陽極氧化的時間為3分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍，陽極氧化后在表面得到納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。

實施例4

將316L不銹鋼拋光至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液，NH₄F為1.852g，水為5ml，乙二醇為95ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為60V，設(shè)置陽極氧化的時間為10分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍。陽極氧化后在表面得到納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。

實施例5

將316L不銹鋼拋光至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液，NH₄F為1.852g，水為20ml，乙二醇為80ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為30V，設(shè)置陽極氧化的時間為10分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍。陽極氧化后在表面得到納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。

實施例6

將鈷合金拋光至鏡面光亮。配制電解質(zhì)溶液，NH₄F為0.2778g，水為1ml，乙二醇為99ml。將電解質(zhì)溶液注入電解池。安裝好陽極和陰極。將陽極和陰極與電源接好。設(shè)置陽極氧化的電壓為10V，設(shè)置陽極氧化的時間為10分鐘，控制溫度在0-30 ^oC范圍。陽極氧化后在表面得到納米多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍在20 - 60 nm。