CN101654801B - 一种镁合金表面疏水化复合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法。该方法包括：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面；有机镀膜疏水化处理。本发明构造出具有疏水及超疏水功能特性同时具有优良耐蚀性能的微纳多孔复合结构膜，根据实际需求，复合结构膜层与蒸馏水的静态接触角达110～174。之间可控；厚度为2～30μm可控；在3.5％NaCl及0.1m/LNaCl溶液中的动电位极化特性，电位正移，腐蚀电流密度均减小了3个数量级。本发明可适用于大面积镁合金工件的防腐蚀、防污、防水，也适用于轻量化的镁合金精密产品外壳中，拓宽镁合金的应用领域。本发明工艺简便、周期短、成本低，易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金表面改性技术领域，特别是指一种利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法。
背景技术
浸润性是材料表面的重要特征，亲水性和疏水性则是表征材料表面浸润性的两个方面，是直接反映材料表面自由能的重要参数。材料表面润湿性(亲水性、疏水性)的改变，可以提高材料的表面性能，使得材料的使用范围得到拓展，在工农业生产及人们日常生活中都发挥着重要的作用。通过在镁合金表面实现亲-疏水转换，制备得到具有疏水或超疏水特性的功能膜层可以改善镁合金的表面特性，一方面可以防止镁合金由于氧、水和电子转移引起的电化学反应，抑制镁合金工件在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中遭受严重的化学腐蚀，拓宽其应用领域；另一方面则可以对镁合金工件表面起到防污、防水、自清洁、减小水阻力、减小摩擦等功能，具有重要的实际应用价值。如可以应用于轻量化的镁合金精密产品中，对3C产品中的数码相机、手机、笔记本电脑等起着防腐与防污的作用，从而大大拓宽了镁合金的应用领域。
在金属表面制备疏水及超疏水膜层的方法很多，但关于利用微弧氧化技术与其它技术相结合在镁合金表面实现亲疏水转换制备疏水及超疏水膜层的处理方法并不多见。例如，中国发明专利申请号为200710078089.3，公开了一种镁合金超疏水表面的制备方法，它经过微弧氧化处理得到粗糙表面，然后在丙烯酸中处理，最后旋涂乙烯基聚二甲基硅氧烷进行表面修饰使其接触角大于150°，由于其微弧氧化后须经过化学腐蚀后续处理，工艺过程因此而较为复杂，又由于旋涂工艺得到的超疏水表面是依靠物理吸附或范德华力结合，超疏水表面的使用寿命受到限制。中国发明专利申请号为200710156490.4，公开了一种轻质金属超疏水表面的制备方法，它采用阳极氧化后经低温等离子体处理，最后通过浸泡化学修饰得到超疏水表面，其微弧氧化后须经过等离子处理，后续工艺过程也较为复杂，还由于该方法前处理是采用阳极氧化，其耐蚀性能相对微弧氧化为前处理来说，不够理想，另外，制备的超疏水表面仍是属于物理结合，超疏水表面的使用寿命同样受到限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种在实现镁合金表面功能化得到疏水及超疏水膜层的同时，提高镁合金表面耐腐蚀性能的镁合金表面疏水化复合处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种镁合金表面疏水化复合处理方法，该复合处理方法采用微弧氧化与有机镀膜技术相结合，具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
将经常规预处理后的镁合金工件在碱性复合电解液体系中进行微弧氧化处理，其电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为5～60min；经两电极同时成膜的镁合金工件获得微纳多孔超亲水表面；
所述微弧氧化采用交流恒压或交流步增恒压，电压为120～250V、频率为45～70Hz；
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(2)配制有机镀膜电解质溶液
有机镀膜电解质溶液是由蒸馏水配置而成，含三嗪硫醇有机化合物盐0.1～20mmol/L、支持电解质0.01～10mol/L，
所述支持电解质是指NaOH或Na2CO3；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，直接以三电极方式放入上述电解质溶液中进行有机镀膜，有机镀膜采用恒电流法或采用循环伏安法；有机镀膜后的镁合金工件放入干燥箱中干燥，即获得具有疏水耐蚀或超疏水耐蚀的功能膜层。
为了更好的实现本发明，所述微弧氧化碱性复合电解液体系为以蒸馏水或去离子水配置，体系含硅酸盐6～80g/L、碳酸盐10～45g/L、四硼酸盐5～20g/L、酒石酸盐5～25g/L、氢氧化钠1～10g/L、轻质氧化镁1～5g/L、三氧化二铝1～5g/L、表面活性剂聚乙二醇1～15g/L和三乙醇胺2～20mL/L或丙三醇2～20mL/L。
所述恒电流法有机镀膜，其工艺条件为电流密度为0.05～10mA/cm2，镀膜时间为5～90min，镀膜温度为室温；
所述循环伏安法有机镀膜，其工艺条件为循环扫描速率为1～50mV/s，循环次数为1～10次，镀膜温度为室温。
所述三嗪硫醇有机化合物盐为含硫醇基-SH或氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物盐。
所述制备疏水耐蚀的功能膜层时，含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物盐为含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物钠盐，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH3(CH2)5)2；所述支持电解质为NaOH。
所述制备超疏水耐蚀的功能膜层时，含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物盐为含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物钠盐，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH2CH＝CH2)C2H4(CF2)7CF3；所述支持电解质为Na2CO3。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明采用比传统表面处理更具优势的微弧氧化技术作为前处理，在镁合金工件表面构造出微纳多孔超亲水表面，微弧氧化后无需任何处理，可直接进行有机镀膜疏水化处理，处理效率高。
2、本发明利用微弧氧化与有机镀膜相结合的方法，在镁合金表面实现疏水化复合处理，构造出具有疏水及超疏水功能特性同时具有优良耐蚀性能的微纳多孔复合结构膜，膜层手感光滑细腻；根据不同的实际需求，复合结构膜层与蒸馏水的静态接触角达110～174°之间可控；微弧氧化膜经有机镀膜疏水或超疏水化处理后，耐腐蚀性能获得进一步提高，在3.5％NaCl及0.1m/LNaCl溶液中的动电位极化特性，电位正移，腐蚀电流密度均减小了3个数量级，极化后膜层极化区域未出现腐蚀点；在3.5％NaCl溶液中浸泡120h后，表面未出现明显腐蚀，只有边缘局部出现腐蚀点。
3、本发明有机镀膜中采用含特殊功能基团的三嗪硫醇类有机化合物，通过施加电场，使该类有机化合物单体中所含的功能基团与微弧氧化膜中的镁相发生电化学反应，以共价键相结合；通过电化学聚合反应，使疏水和超疏水膜生长致密有序，且与微弧氧化膜结合紧密。
4、本发明的制备方法工艺简便、便于操作、制备周期短、成本低，易于工业化生产；复合功能膜层厚度为2～30μm可控，可适用于大面积镁合金工件的防腐蚀、防污、防水、自清洁；也适用于轻量化的镁合金精密产品外壳中，如3C产品中的数码相机、手机、笔记本电脑等的防腐与防污，拓宽镁合金的应用领域。
5、本发明涉及的微弧氧化电解液为无铬、无氟、无磷的碱性复合电解液和有机镀液均不含有对环境和人类身体健康有毒有害成分的特点，属于环保型配方。
附图说明
图1为本发明实施例一AZ31镁合金经微弧氧化处理后表面呈超亲水状态的蒸馏水静态接触角图片。
图2为本发明实施例一AZ31镁合金经疏水化复合处理后表面呈疏水状态的蒸馏水静态接触角图片。
图3为本发明实施例一所制备AZ31表面疏水耐蚀膜层在0.1m/LNaCl溶液中的动电位极化曲线图。
图4为本发明实施例四Mg-Mn-Ce镁合金经微弧氧化处理后表面呈超亲水状态的蒸馏水静态接触角图片。
图5为本发明实施例四Mg-Mn-Ce镁合金经疏水化复合处理后表面呈超疏水状态的蒸馏水静态接触角图片。
图6为本发明实施例四所制备Mg-Mn-Ce表面超疏水耐蚀膜层在3.5％NaCl溶液中的动电位极化曲线图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
实施工件为Mg-Al-Zn系AZ31镁合金板材，尺寸为50×30×1.5(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对AZ31镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流恒压方式进行微弧氧化处理，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠30g/L、碳酸钠10g/L、四硼酸钠10g/L、酒石酸钠10g/L、氢氧化钠10g/L、轻质氧化镁1g/L、三氧化二铝2g/L、表面活性剂聚乙二醇2g/L、三乙醇胺10mL/L、丙三醇5mL/L；微弧氧化电压为180V，频率为50Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为40min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即获得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物钠盐5mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH3(CH2)5)2及0.15mol/L的支持电解质NaOH，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用循环伏安法有机镀膜，循环扫描速率为20mV/s，循环次数为3次，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥30min，即获得具有疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态如图1所示，经以上步骤疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜层厚度为6.5μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角为113.7±0.1°如图2所示，表现为疏水性能；如图3及表1所示，微弧氧化膜经有机镀膜疏水化复合处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，相对未处理镁合金工件来说，其在0.1m/LNaCl溶液动中电位极化电位正移，腐蚀电流密度减小了3个数量级，极化后膜层极化区域未出现腐蚀点；在3.5％NaCl溶液中浸泡120h后，表面未出现明显腐蚀，只有边缘局部出现腐蚀点，表现为良好的耐腐蚀性能。
表1复合处理前后AZ31镁合金在0.1m/LNaCl溶液中的动电位极化电化学参数
实施例二
实施工件为Mg-Al-Zn系AZ31镁合金板材，尺寸为50×30×1.5(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对AZ31镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流步增恒压方式进行微弧氧化处理，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠10g/L、碳酸钠30g/L、四硼酸钠5g/L、酒石酸钠5g/L、氢氧化钠2g/L、轻质氧化镁2g/L、三氧化二铝5g/L、表面活性剂聚乙二醇10g/L、三乙醇胺10mL/L；微弧氧化电压为120～210V，每隔1min步增10V电压至210V，保持1min，频率60Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为10min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即获得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物钠盐18mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH3(CH2)5)2及1.5mol/L的支持电解质NaOH，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用循环伏安法有机镀膜，循环扫描速率为5mV/s，循环次数为1次，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥30min，即得具有疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态，经以上步骤疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜层厚度为10.8μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角为133.6±0.1°，表现为疏水性能；微弧氧化膜经有机镀膜疏水化处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，在3.5％NaCl溶液中浸泡120h后，表面未出现明显腐蚀，表现为良好的耐腐蚀性能。
实施例三
实施工件为Mg-Al-Zn系AZ31镁合金板材，尺寸为50×30×1.5(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对AZ31镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流恒压方式进行微弧氧化处理，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠60g/L、碳酸钠45g/L、四硼酸钠15g/L、酒石酸钠20g/L、氢氧化钠5g/L、轻质氧化镁5g/L、三氧化二铝1g/L、表面活性剂聚乙二醇15g/L、丙三醇20mL/L；微弧氧化电压为210V，频率70Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为20min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即获得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物钠盐0.5mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH3(CH2)5)2及0.8mol/L的支持电解质NaOH，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用循环伏安法有机镀膜，循环扫描速率为50mV/s，循环次数为10次，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥30min，即获得具有疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态，经以上步骤疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜层厚度为19.8μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角为119.2±0.1°表现为疏水性能；微弧氧化膜经有机镀膜疏水化处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，在3.5％NaCl溶液中浸泡120h后，表面未出现明显腐蚀，表现为良好的耐腐蚀性能。
实施例四
实施工件为Mg-Mn系Mg-Mn-Ce镁合金板材，尺寸为50×30×4(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对Mg-Mn-Ce镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流步增恒压方式进行微弧氧化处理，，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠43g/L、碳酸钠21g/L、四硼酸钠19g/L、酒石酸钠23g/L、氢氧化钠10g/L、轻质氧化镁1g/L、三氧化二铝2g/L、表面活性剂聚乙二醇5g/L、三乙醇胺10mL/L、丙三醇10mL/L；微弧氧化电压为120～180V，每隔1min步增10V电压至180V，保持5min，频率50Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为11min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物钠盐1mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH2CH＝CH2)C2H4(CF2)7CF3及0.1mol/L的支持电解质Na2CO3，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用恒电流法有机镀膜，电流密度为0.1mA/cm2，镀膜时间为20min，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥1h，即得具有超疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态如图4所示，经以上步骤超疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜厚度为11.6μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角可达173.3±0.1°如图5所示，表现为良好的超疏水性能；如图6及表2所示，微弧氧化膜经有机镀膜超疏水化处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，相对未处理镁合金工件来说，其在3.5％NaCl溶液中动电位极化电位正移，腐蚀电流密度减小了3个数量级，表现为良好的耐腐蚀性能。
表2复合处理前后Mg-Mn-Ce镁合金在3.5％NaCl溶液中的动电位极化电化学参数
实施例五
实施工件为Mg-Mn系Mg-Mn-Ce镁合金板材，尺寸为50×30×4(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对Mg-Mn-Ce镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流恒压方式进行微弧氧化处理，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠8g/L、碳酸钠45g/L、四硼酸钠5g/L、酒石酸钠5g/L、氢氧化钠2g/L、轻质氧化镁2g/L、三氧化二铝5g/L、表面活性剂聚乙二醇2g/L、三乙醇胺20mL/L；微弧氧化电压为180V，频率70Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为40min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即获得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物钠盐10mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH2CH＝CH2)C2H4(CF2)7CF3及2mol/L的支持电解质Na2CO3，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用恒电流法有机镀膜，电流密度为8mA/cm2，镀膜时间为5min，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥1h，即得具有超疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态，经以上步骤超疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜厚度为7.8μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角可达162.5±0.1°，表现为良好的超疏水性能；微弧氧化膜经有机镀膜超疏水化处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，相对未处理镁合金工件来说，其在3.5％NaCl溶液中动电位极化电位正移，腐蚀电流密度减小了3个数量级，表现为良好的耐腐蚀性能。
实施例六
实施工件为Mg-Mn系Mg-Mn-Ce镁合金板材，尺寸为50×30×4(mm)，利用微弧氧化与有机镀膜技术相结合的镁合金表面疏水化复合处理方法具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
(1)镁合金工件预处理
用120#、360#、800#砂纸对Mg-Mn-Ce镁合金工件进行打磨，放于丙酮溶液中超声波清洗10min，以除去油污，取出冷风吹干待用；
(2)微弧氧化处理
将前处理好的镁合金工件作为工作电极，两电极均为工作电极并同时成膜，以交流步增恒压方式进行微弧氧化处理，电解液配方为碱性复合电解液体系，其中硅酸钠80g/L、碳酸钠10g/L、四硼酸钠12g/L、酒石酸钠8g/L、氢氧化钠6g/L、轻质氧化镁5g/L、三氧化二铝1g/L、表面活性剂聚乙二醇15g/L、丙三醇20mL/L；微弧氧化电压为120～220V，每隔1min步增10V电压至210V，保持5min，频率60Hz，电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为15min；两电极同时微弧氧化成膜后，镁合金工件用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，最后用热风吹干待用，即获得微纳多孔超亲水表面。
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配置有机镀膜电解质溶液
选取含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物钠盐20mmol/L，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH2CH＝CH2)C2H4(CF2)7CF3及8mol/L的支持电解质Na2CO3，由蒸馏水配置成有机镀膜电解质溶液；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，无需再处理，直接以三电极方式放入配制好的电解质溶液中进行有机镀膜；采用恒电流法有机镀膜，电流密度为2mA/cm2，镀膜时间为60min，镀膜温度为室温；镀膜结束取出后，用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次清洗，用热风吹干后放入干燥箱中80℃干燥1h，即得具有超疏水、耐蚀性能良好的复合功能膜层。
镁合金工件微弧氧化处理后表面呈超亲水状态，经以上步骤超疏水化处理后，镁合金工件表面所获得的复合功能膜厚度为22.5μm，表面手感光滑细腻，表面与蒸馏水的静态接触角可达169.8±0.1°，表现为良好的超疏水性能；微弧氧化膜经有机镀膜超疏水化处理后，耐腐蚀性能有了进一步提高，相对未处理镁合金工件来说，其在3.5％NaCl溶液中动电位极化电位正移，腐蚀电流密度减小了3个数量级，表现为良好的耐腐蚀性能。
Claims (6)
1.一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：该复合处理方法采用微弧氧化与有机镀膜技术相结合，具体包括以下步骤及工艺条件：
步骤一：微弧氧化制备微纳多孔超亲水表面
将常规预处理后的镁合金工件在碱性复合电解液体系中进行微弧氧化处理，其电解液温度控制在30～50℃，微弧氧化处理时间为5～60min；经两电极同时成膜的镁合金工件获得微纳多孔超亲水表面；
所述微弧氧化碱性复合电解液体系以蒸馏水或去离子水配置，体系含硅酸盐6～80g/L、碳酸盐10～45g/L、四硼酸盐5～20g/L、酒石酸盐5～25g/L、氢氧化钠1～10g/L、轻质氧化镁1～5g/L、三氧化二铝1～5g/L和表面活性剂聚乙二醇1～15g/L，并添加三乙醇胺2～20mL/L和/或丙三醇2～20mL/L；
所述微弧氧化采用交流恒压或交流步增恒压，电压为120～250V、频率为45～70Hz；
步骤二：有机镀膜疏水化处理
(1)配制有机镀膜电解质溶液
有机镀膜电解质溶液是由蒸馏水配置而成，含三嗪硫醇有机化合物盐0.1～20mmol/L、支持电解质0.01～10mol/L，
所述支持电解质是指NaOH或Na2CO3；
(2)有机镀膜
将微弧氧化处理后的镁合金工件，直接以三电极方式放入上述电解质溶液中进行有机镀膜，有机镀膜采用恒电流法或采用循环伏安法；有机镀膜后的镁合金工件放入干燥箱中干燥，即获得具有疏水耐蚀的功能膜层。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：所述疏水耐蚀的功能膜层为超疏水耐蚀的功能膜层。
3.根据权利要求1所述的一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：所述恒电流法有机镀膜，其工艺条件：电流密度为0.05～10mA/cm2，镀膜时间为5～90min，镀膜温度为室温；
所述循环伏安法有机镀膜，其工艺条件：循环扫描速率为1～50mV/s，循环次数为1～10次，镀膜温度为室温。
4.根据权利要求1所述的一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：所述三嗪硫醇有机化合物盐为含硫醇基-SH或氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物盐。
5.根据权利要求1或4所述的一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：制备所述疏水耐蚀的功能膜层时，采用含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物盐，该盐具体为含硫醇基-SH的三嗪硫醇有机化合物钠盐，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH3(CH2)5)2；所述支持电解质为NaOH。
6.根据权利要求2所述的一种镁合金表面疏水化复合处理方法，其特征在于：制备所述超疏水耐蚀的功能膜层时，采用含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物盐，该盐具体为含氟取代基团的三嗪硫醇有机化合物钠盐，其分子式为C3N3S2HNa-N(CH2CH＝CH2)C2H4(CF2)7CF3；所述支持电解质为Na2CO3。
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