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微弧氧化—镁合金在现代工业生产制造领域具有比强度高、比刚度高、切好、可回收性高等优点。 世纪绿色工程材料。为了满足制造业对环境保护的高要求,许多工业产品需要减少能耗和有害物质的排放,使镁合金成为工业制造业的热点。
然而,镁具有较高的化学活性和活性,特别是在潮湿的空气、硫气氛和海洋大气环境中,镁及其合金表面容易氧化形成松散的多孔氧化膜,导致表面耐腐蚀性和耐磨性迅速降低,极大地阻碍了镁合金在工农业领域的广泛应用。 研究人员注重镁合金表面的改性,以提高其耐腐蚀性。
超疏水表面是近年来逐渐兴起并引起学者关注的特殊润湿状态, 指对水的基础材料 150°静态接触角小于 10°滚动角表面。经过数亿年的发展进化,自然生物产业建立了荷叶、水漫画腿、蜻蜓翅膀等多种表面,都具有超疏水性。现有研究报告显示,超疏水表面具有自清洁防污染的特点,由于其表面自由度低,能有效提高基底材料的润湿性, 调节材料的附着力,使其在流体减阻、表面保护、防冰雪、功能材料等领域具有广阔的应用前景。因此,对镁合金基底进行超疏水改性研究,加深对镁合金材料特性的认识, 扩大镁合金材料作为功能材料的应用范围, 提高镁合金材料的使用性能具有重要的指导和参考意义。
镁合金超疏水表面制备工艺
对超疏水表面的研究发现, 超疏水表面的自清特性来自于其微小粗糙的表面结构和低表面能物质的共同作用。受此启发, 镁合金基底超疏水表面的制备主要从特殊微结构和低表面材料装饰两种方式出发。微弧氧化技术利用特殊溶液或某些颗粒构建特定的表面微结构,实现镁合金超疏水表面的制备。
微弧氧化工艺是指轻金属(如镁铝钛等)及其合金样品。)利用微弧放电产生的高温高热作用于金属表面。 从而在样品表面形成陶瓷膜层 (又称微弧氧化层) 。该膜层能有效提高镁合金表面的耐磨性、耐腐蚀性和摩擦性,已成为镁合金改性研究的重要手段。
Hou 采用微弧氧化工艺 Mg-Li 超亲水膜层制备在合金基体表面, 然后使用含有低表面自由氟的三嗪硫醇有机化合物钠盐单体的官能团 (ATP) 进行镀膜, 获得接触角达 161°、滚动角为 3°超疏水表面。研究表明,该表面具有良好的耐腐蚀性。李杰等对 MB8 镁合金进行微弧氧化处理,获得超亲水微米粗糙结构,然后用环氧树脂偶联纳米二氧化硅颗粒涂覆微弧氧化层表面, 形成具有微纳二元结构的粗糙表面,最常用 1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三氯硅烷改性修饰, 获得超疏水复合膜层。表面静态接触角的最大值是 161°,而且表面不同 pH 水溶液具有超疏水特性。康志新采用微弧氧化技术与有机涂层技术相结合的处理方法 Mg-Mn-Ce 镁合金表面改性,获得超疏水复合膜层,接触角达 173°,研究表明,表面耐腐蚀性显著提高。Wang等 微弧氧化是微米粗糙结构的预处理, 经甲基疏水基团修饰后,采用溶胶-凝胶与浸渍-提拉相结合的工艺 SiO 2 膜层,构建具有微纳分级结构的表面,实现 NZ30K 镁合金表面超疏水改性。当 TEOS/乙醇摩尔比 1/30 改进时间 MTES 添加量(MTES/TEOS 摩尔比) 可使 SiO 2 当膜表面的静态接触角增大时,当 MTES/TEOS 摩尔比为 1 当其静态接触角可达时,其静态接触角可达 153°。Liang 微米粗糙结构在镁合金表面采用微弧氧化技术, 类似荷叶的微纳分级表面结构采用化学修饰工艺构建, 液滴表面呈球形,易滑动。
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