【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁合金表面处理，尤其涉及一种镁合金表面复合膜的制备方法。
技术介绍
1、因ldhs构筑基元多样化、层状结构可调控性，独特的层间阴离子交换性和高生物相容性，镁合金基ldhs膜迅速发展成为新型功能化膜材料，在腐蚀防护和生物医用材料应用基础研究中备受青睐。然而，ldhs微晶片垂直于衬底的固有取向生长趋势导致相邻ldhs片交错而形成丰富的微空隙，大大降低了ldhs膜的致密程度，通常表现出局部腐蚀(点蚀和丝状腐蚀)高敏感性。因此，镁合金表面功能化膜层的服役周期，极大程度依赖于ldhs膜对侵蚀介质的阻隔/防护作用。
2、通常，腐蚀防护膜的防腐蚀机理主要是依靠膜层的物理阻隔作用，因而其腐蚀防护作用主要由膜的致密性、均匀性和厚度决定。从防腐蚀的物理屏障的角度来看，常见的策略是构建致密的物理屏障膜层，防止腐蚀物质向下渗透到金属表面。一般观点认为膜越致密，即裂纹或孔隙的密度、尺寸越小，膜层越均匀，膜层的耐蚀性越好；膜层越厚，腐蚀防护持久性越强。例如，wu等人也通过电泳沉积工艺将al2o3纳米颗粒填充入mgal-ldhs膜的空隙，发现al2o3纳米微粒对ldhs膜层的耐磨性和防腐蚀特性表现出协同作用。然而，al2o3纳米颗粒如何提高ldhs复合涂层的耐腐蚀性仍不清楚。此外，yan等人研究了二维石墨烯片对ldhs/moo4的保护作用，并报道了石墨烯对ldhs耐腐蚀性的有效性，其中石墨烯作为不可渗透和惰性层的一部分，抵抗水分子和侵蚀性cl-的侵蚀。尽管在ldhs膜间隙内沉积无机膜层或/和纳米颗粒获得了较致密的复合膜结构，然而依然
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种致密程度高、微空隙少，具有优异和持久的防腐蚀能力的镁合金表面复合膜的制备方法。
2、为实现上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种镁合金表面复合膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、(1)对镁合金基底进行预处理；
4、(2)将步骤(1)预处理后的镁合金基底置于碱性溶液中浸渍，随后酸洗、水洗、干燥；
5、(3)将步骤(2)干燥后的镁合金置于第一水热生长液中进行第一水热反应，第一水热反应结束后洗涤、干燥；
6、(4)将步骤(3)干燥后的镁合金置于第二水热生长液中进行第二水热反应，第二水热反应结束后洗涤、干燥；
7、所述第一水热生长液溶质包括锌盐、尿素和乙二胺四乙酸钠，溶剂为去离子水；
8、所述第二水热生长液溶质包括六水合硝酸锌、聚乙烯亚胺，溶剂为去离子水。
9、本专利技术通过将预处理后的镁合金基底先在碱性溶液中浸渍，随后将其依次置于第一水热生长液、第二水热生长液中进行水热反应，能够得到致密化的镁合金表面复合膜，得到的复合膜具有优异的耐腐蚀性能。
10、具体地，本专利技术先在碱性溶液中浸渍，能够对镁合金基底表面粗化处理，在后续第一水热反应中，将其置于含有锌离子、尿素和乙二胺四乙酸钠的第一水热生长液中，形成ldhs片的同时由于添加有锌离子，能够同步形成含“锌位点”的ldhs片；接着在含有六水合硝酸锌以及聚乙烯亚胺的第二生长液中进行第二水热反应，由于zn主要以zn-o键形式掺杂于ldhs层板中(与zno结构相似)，为ldhs片表面zno纳米柱生长提供活性位点，有效的调控氧化锌纳米柱阵列垂直于ldhs片生长。因此，一方面，通过氧化锌在ldhs膜微空隙内生长，提高ldhs膜的致密度；另一方面，ldhs片表面预插入活性位点方式制备的氧化锌纳米柱阵列，可实现对ldhs不规则微空隙更优的封闭效果，会使ldhs膜空隙缩小在数纳米尺度，进而降低空隙尺寸间的差异性；提升表面复合膜的防腐蚀性能。
11、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述镁合金包括az31、az91中的任意一种。
12、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，前处理包括使用碳化硅砂纸对镁合金基底进行机械抛光，抛光后依次用丙酮、乙醇和去离子水洗涤，随后干燥。
13、优选地，所述机械抛光为依次使用600#、1500#、3000#的碳化硅砂纸进行抛光。
14、优选地，所述乙醇为质量百分数为95％的乙醇溶液。
15、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，碱性溶液的溶质包括氢氧化钾和/或氢氧化钠，溶质的摩尔浓度为0.5-2mol/l。
16、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，浸渍的温度为70-90℃，浸渍的时间为2-4h。
17、示例性地，浸渍的温度可为70-90℃之间的任意点值或任意两点范围值，比如可为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃等；浸渍的时间可为2-4h之间的任意点值或任意两点范围值，比如可为2h、2.5h、3h、3.5h、4h等。
18、本专利技术研究发现，当进一步选择碱性溶液的溶质包括氢氧化钾和/或氢氧化钠且溶质的摩尔浓度为0.5-2mol/l时，以及进一步选择在碱性溶液中浸渍的温度和时间在上述范围内时，能够对镁合金表面进行更好的粗化处理，能够利于后续的水热反应成膜，从而得到致密化程度高的复合膜，进而提升复合膜的防腐蚀性能。
19、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述锌盐包括硝酸锌、乙酸锌中的至少一种。
20、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，第一水热生长液中，锌离子的摩尔浓度为1-3mmol/l，尿素的摩尔浓度为30-50mmol/l，乙二胺四乙酸钠的摩尔浓度为10-50mmol/l；第一水热生长液的ph值为9.5-10.5。
21、优选地，所述第一水热生长液的ph值通过质量百分数为1-5％的氨水溶液进行调节。
22、优选地，所述第一水热生长液的制备方法为：将锌盐、尿素溶解在煮沸并冷却后的去离子水中，随后添加乙二胺四乙酸钠，接着使用氨水溶液调节ph值为9.5-10.5。
23、作为本专利技术所述制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，第一水热反应的温度为90-110℃，第一水热反应的时间为12-24h。
24、示例性地，第一水热反应的温度可为90-110℃之间的任意点值或任意两点范围值，比如可为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃等；水热反应的时间可为12-24h之间的任意点值或任意两点范围值，比如可为12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h等。
25、本专利技术研究发现，当进一步选择第一水热生长液中溶质的摩尔浓度在本专利技术给出的范围内，以及第一水热反应的温度和时间在上述范围内时，能够有效的生成ldh本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镁合金表面LDHs膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，前处理包括使用碳化硅砂纸对镁合金基底进行机械抛光，抛光后依次用丙酮、乙醇和去离子水洗涤，随后干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，碱性溶液的溶质包括氢氧化钾和/或氢氧化钠，溶质的摩尔浓度为0.5-2mol/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，浸渍的温度为70-90℃，浸渍的时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐包括硝酸锌、乙酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一水热生长液中，锌离子的摩尔浓度为1-3mmol/L，尿素的摩尔浓度为30-50mmol/L，乙二胺四乙酸钠的摩尔浓度为10-50mmol/L；第一水热生长液的pH值为9.5-10.5。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一水热反应
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，第二水热生长液中，六水合硝酸锌的摩尔浓度为10-30mmol/L；第二水热生长液的pH值为8-9。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，第二水热反应的温度为85-95℃，第二水热反应的时间为4-8h。
...【技术特征摘要】
1.一种镁合金表面ldhs膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，前处理包括使用碳化硅砂纸对镁合金基底进行机械抛光，抛光后依次用丙酮、乙醇和去离子水洗涤，随后干燥。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，碱性溶液的溶质包括氢氧化钾和/或氢氧化钠，溶质的摩尔浓度为0.5-2mol/l。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，浸渍的温度为70-90℃，浸渍的时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐包括硝酸锌、乙酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳江林，林志坚，冯名城，
申请(专利权)人：广东健齿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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