[0029] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
[0030] 一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法,以铝或者铝合金等阀金属作为基体,通过微弧氧化和电泳沉积交互作用,首先对其进行一段时间的微弧氧化,在表面形成陶瓷层,再通过电泳沉积技术将石墨烯沉积到陶瓷层的表面,然后进行一段时间的微弧氧化,使沉积在表面和孔洞的石墨烯碎片掺杂进入陶瓷层内部,以增强微弧氧化陶瓷层的耐腐蚀性能,最终得到耐腐蚀性更优的含石墨烯的微弧氧化陶瓷层。
[0031] 在本发明的一种实施方案中,给出了一种普通硅酸盐电解液制备的微弧氧化涂层的对比例,并给出了一种含石墨烯微弧氧化耐蚀陶瓷层的制备方法的实施例。
[0032] 对比例:
[0033] S1:用砂纸对金属铝片表面进行打磨,处理完毕后使用无水乙醇、去离子水对其表面进行清洗;
[0034] S2:用去离子水加入8g/L硅酸钠,2g/L氢氧化钠,用搅拌棒搅拌均匀,并静置12h,使其全部溶解;
[0035] S3:以S1所得的金属铝片作为阳极,微弧氧化电解槽作为阴极,在20℃恒温水浴的环境中,采用50Hz,交流脉冲电压594V,正负电压比5:1的条件下,在S2所配置的微弧氧化电解液中进行微弧氧化5min,将电源关闭,重新再进行1min的微弧氧化,将所制得的试样用去离子水洗净,浸入去离子水中8h,在空气中晾干(保证微弧氧化时间及顺序相同,以排除二次微弧氧化引起耐蚀性的增强,以证明是电泳沉积石墨烯导致耐蚀性的增强);
[0036] 实施例:
[0037] S1:用砂纸对金属铝片表面进行打磨,处理完毕后使用无水乙醇、去离子水对其表面进行清洗;
[0038] S2:在去离子水中加入8g/L硅酸钠,2g/L氢氧化钠,用搅拌棒搅拌均匀,并静置12h,使其全部溶解,得到微弧氧化电解液;
[0039] S3:称量石墨烯碎片110mg,将其加入到200mL的异丙醇中,进行超声分散2h;
[0040] S4:称量硝酸镁100mg,将其加入到S3所制得的溶液中,再进行超声分散0.5h,得到电泳沉积电解液;
[0041] S5:以S1所得的金属铝片作为阳极,微弧氧化电解槽作为阴极,在20℃恒温水浴的环境中,采用频率为50Hz,交流脉冲电压594V的交流电,在正负电压比5:1的条件下,将基体在S2所配置的微弧氧化电解液中进行微弧氧化5min,将所制得的第一试样用去离子水洗净;
[0042] S6:使用直流电源80V,以碳板为阳极,S5后的第一试样作为阴极,在室温下,将第一试样放入S4所配置的电泳沉积电解液中进行电泳沉积5min,将所制得的第二试样用去离子水洗净;
[0043] S7:再将第二试样放入微弧氧化电解液中,以步骤①的微弧氧化条件进行微弧氧化1min,将第二试样取出用去离子水洗净,浸入去离子水中8h,在空气中晾干。
[0044] 步骤S3中,所述石墨烯的重量与异丙醇的体积比为0.5~0.6,使用上述的比例时,能够使石墨烯在溶液中分散效果较好。
[0045] 步骤S4中,所述硝酸镁的重量与加入石墨烯的异丙醇的体积比为0.5~0.6,在电泳沉积后,基体表面石墨烯和金属镁更加均匀的沉积在金属铝片的表面。
[0046] 根据本发明对比例和实施例分别制备的膜层的Tafel曲线图如图1所示,其中,Lg‑2[J/Acm ]是电流密度的对数,E为电位。
[0047] 经过对比对比例和实施例的两个Tafel曲线的拟合结果,得到各自的腐蚀电位和腐蚀电流如下表:
[0048] 2NO. Ecorr/(V) Icorr/(mA/cm)
‑08
对比例 ‑0.816451 3.54993E
‑09
实施例 ‑0.806071 1.0985E
[0049] 从上表中可以看出,单独以硅酸盐体系为电解液的对比例所制备出来的陶瓷层,相较于基体而言,耐腐蚀性能有了一定的提高,但是仍然不能满足严苛的耐腐蚀条件。而本发明制备的微弧氧化陶瓷层,腐蚀电位Ecorr和腐蚀电流Icorr均优于对比例,耐腐蚀性能更好,能够适应更严苛的服役条件,同时制备的金属铝的微弧氧化陶瓷层具备更优异的耐磨损性能。