CN106480487A - 一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法 - Google Patents

一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法 Download PDF

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CN106480487A CN201610836002.3A CN201610836002A CN106480487A CN 106480487 A CN106480487 A CN 106480487A CN 201610836002 A CN201610836002 A CN 201610836002A CN 106480487 A CN106480487 A CN 106480487A
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白晶
谭曦
薛烽
周健
张越
陆冶
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Abstract

本发明公开了一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，先对镁金属进行预处理，然后置于氧化液中，通以交流电，电流密度为0.5‑2.5A/dm2，在15‑30℃温度条件下经过10‑40min时间处理，形成一层氧化功能膜，然后将镁金属用去离子水漂洗后置于纯水中封闭，在镁金属表面获得3‑15μm的氧化膜层。所述氧化溶液的溶质组成为：NaOH 40‑80g/L，Na2SiO3 50‑90g/L，Na2B4O7 40‑80g/L，柠檬酸8‑16g/L，另外还含有可溶性抗菌防霉功能元素盐。经过本发明处理的镁金属表面有一层氧化膜，该膜层以氧化镁陶瓷相为基体，基体相中弥散分布着抗菌防霉功能元素Ag和Ni，该膜层具有优良的抗菌防霉性能以及良好的耐蚀性，可用于食品、衣物的包装和储存，人体植入医疗器械等许多领域。

Description

一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法
技术领域
本发明涉及镁金属表面氧化膜的其制备方法，具体涉及一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀氧化膜的制备方法。
背景技术
镁金属具有比强度高、机械加工性能好、减震能力好、导热性好、电磁屏蔽性好、储氢性能优良、压铸生产率高、易切削加工、易回收等优越性能，是一种性能优越的轻金属结构材料，镁金属作为优质的金属结构材料，在航空航天、汽车、电子和医疗器械等行业得到广泛应用。
市场上食品的包装、蒸煮和储存多用到铝合金，在腐蚀、摩擦和高温状态下铝容易进入人体，且铝在人体内的积累会导致细胞毒性和细胞功能障碍，引起骨软化、贫血和神经紊乱等症状。而镁元素是人体内仅次于钙、钠、和钾的常量元素，镁离子可催化或激活体内300多种酶，完成体内多种代谢过程，且过量的镁离子可通过尿液排出体外，不会对人体产生不良影响。
传统的生物医用材料希望植入材料能在动物或人的体内长期稳定的保持其替代组织的功能。而组织工程要求在人体组织缺损处植入可降解吸收的框架制成材料。组织细胞在框架内增殖生长，同时植入材料逐渐生物降解，最终缺损处长出完好组织。因此要求植入材料能够给细胞及生长因子一个载体，且具有与组织生长相匹配的降解速率。传统的金属植入材料不可降解，而可降解高分子材料降解产生的酸性环境易导致炎症发生，且力学性能通常较低，使其不能用于承重部位，限制了其应用。由于具有优异的生物可降解吸收性、良好的力学性能以及生物相容性，可降解医用植入镁金属越来越受到业界关注。
镁金属化学稳定性低、耐蚀性差、在大气环境下极易腐蚀，这成为制约其广泛应用的主要因素之一，因此，必须对镁金属进行适当的表面处理提高耐腐蚀性。在众多的镁金属防腐蚀措施中，对镁金属进行阳极氧化是一种有效的防腐蚀方法。
目前，镁金属阳极氧化多使用直流电，使用直流电进行阳极氧化势必造成阳极区附近阴离子特别是OH-的富集(OH-的移动速度很快)，从而导致氧化膜中稳定性较差的Mg(OH)2形成，且反应期间直流电不间断流经氧化膜，产生大量的焦耳热，若热量来不及散发，会引起氧化膜烧损。现阶段针对镁金属阳极氧化膜的研究多集中在耐蚀性和耐磨性能，对抗菌防霉性能研究尚无报道。
发明内容
技术问题：本发明提供一种既可以防止氧化膜烧损又可以实现氧化膜的多功能化的镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法。
技术方案：本发明的镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，包括如下步骤：
(a)镁金属预处理：对镁金属表面进行打磨，清洗，干燥；
(b)配制包括以下成分及含量的氧化液：NaOH 40-80g/L，Na2SiO3 50-90g/L，Na2B4O7 40-80g/L，柠檬酸8-16g/L，及可溶性抗菌防霉功能元素盐。
(c)将步骤(a)中处理好的镁金属置于氧化液中，通以交流电，进行阳极氧化，所述氧化液温度范围为15-30℃，氧化时间为10-40min；
(d)将经过步骤(c)处理后的镁金属用去离子水漂洗后置于纯水中进行封孔处理，处理后镁金属表面即形成抗菌防霉耐腐蚀膜层。
进一步的，本发明上述一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法中，步骤(b)所述可溶性抗菌防霉功能元素盐为浓度1-10g/L的银盐和浓度5-20g/L的硫酸镍，所述银盐为硝酸银和硫酸银。
进一步的，本发明上述一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法中，步骤(c)所述阳极氧化的交流电为电流密度为0.5-2.5A/dm2。
进一步的，本发明上述一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法中，步骤(d)封孔处理纯水的温度为90-100℃，处理时间为10-20min。
本发明方法通过使用交流电在环保新型氧化液中对镁金属进行阳极氧化，使镁金属表面获得了具有优良抗菌防霉性能和良好的耐蚀性的氧化膜，既可以防止氧化膜烧损又可以实现氧化膜的多功能化。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
专利CN105755518A以及传统的阳极氧化工艺中，多使用直流电源进行阳极氧化，使用直流电进行阳极氧化势必造成阳极区附近阴离子特别是OH-的富集(OH-的移动速度很快)，从而导致氧化膜中稳定性较差的Mg(OH)2形成，且反应期间直流电不间断流经氧化膜，产生大量的焦耳热，若热量来不及散发，会引起氧化膜烧损，所得到的膜层粗糙、孔径率大；本发明所述阳极氧化过程中使用的是交流电，电流方向周期性变化，电流不是持续不间断通过氧化膜，反应期间散热较直流氧化更加通畅，不至于形成裂纹，有利于获得较为平整且孔隙率较小的氧化膜。此外，使用交流电有利于抗菌防霉功能元素银和镍的沉积，而使用直流电则达不到该效果。
专利CN105755518A以及传统的阳极氧化工艺仅能提高镁金属的耐蚀性，而本发明的氧化液中含有具有银离子和镍离子，阳极氧化过程中形成和MgO共生的银、镍的氧化物以及单质银和镍。银离子和镍离子本身具有抗菌性，可直接使细菌的外层组织变异从而使细菌灭活，而且高氧化态的银离子具有极高的还原势，能使空气和水中的氧激活成带负电的原子氧O-，激活水分子H2O成为带负电荷的羟氧基团OH-，O-和OH-能使细菌、病毒等微生物的细胞外壳蛋白质变异，而使细菌、病毒等生长繁殖抑制，并促其灭活，所以有杀菌功能，且Ni元素能促进抗霉、杀灭霉菌的功能。交流电正半周，一极板主要发生成膜反应，镁被氧化成氧化镁：Mg+2OH-＝MgO+H2O+2e-，同时银离子和镍离子也被氧化；交流电负半周时，该极板主要发生银离子和镍离子的沉积，Mn++ne-＝M。另一极板则相反，在交流电正半周发生沉积反应，在交流电负半周发生成膜反应。银离子和镍离子随电流方向的周期性变化以单质或氧化态沉积在镁金属表面试样表面，使得氧化膜具有抗菌防霉耐腐蚀的效果，从而实现膜层的多功能化。
当银盐浓度在1g/L以下、镍盐浓度在5g/L以下时，抗菌防霉效果不佳；银盐浓度高于10g/L、镍盐浓度高于20g/L时生产成本高且银盐易沉淀结块。
氧化时电流密度过大容易造成氧化液温度过高，成分不稳定，继而造成氧化膜膜面粗糙，疏松多孔，故本发明将电流密度控制在0.5-2.5A/dm2之间。
本发明中电解液温度范围为15-30℃，因为温度过低，电解液导电率就差，电解液对膜的服饰速度会过慢，而膜的生长需要一定的腐蚀速度，腐蚀速度过小会影响膜的生长。温度过高，电解液对膜的腐蚀速度过快，加上氧化过程本身就是放热过程，如果热量来不及传递，会产生膜层不均匀、膜层粉化或起灰、膜层灼伤等缺陷。
本发明中阳极氧化时间为10-40min，电解时间过短，膜层厚度、抗菌性能等达不到要求；若时间过长，易产生缺陷，如膜层不均、起灰等。
与将具有抗菌功能的元素加入镁中制备成合金相比，本发明在不影响基体材料力学性能的同时，具有更低的成本，以及更简单、高效的工艺路径。
通过上述方法制得的具有抗菌防霉耐腐蚀膜层的镁金属材料可取代铝合金，用做食品和衣物的包装和储存，减少人体对铝元素的摄入，同时还能起到抗菌和防霉的效果，使食物拥有更长的保质期，使衣物保存完好的状态。
通过上述方法制得的镁金属表面氧化膜不仅具有良好的耐腐蚀性，还具有优异的抗菌消炎效果。具有该氧化膜的可吸收医用镁金属植入物在使用降解过程中起到抗菌消炎的作用，能有效降低手术感染细菌的几率，从而实现医用镁金属植入物的高性能化和多功能化。
附图说明
图1(a)为通过本发明方法制备的纯镁(实施例1)表面膜层微观形貌，图1(b)为氧化膜层厚度。
图2(a)为通过本发明方法制备的Mg2Zn合金(实施例2)表面膜层微观形貌，图2(b)氧化膜厚度。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
制备纯镁金属，成分为Mg和不可避免的杂质。在纯镁金属表面制备抗菌防霉耐腐蚀膜层，具体步骤如下：
(a)将纯镁切成20mm×60mm×2mm的长方体，纯镁表面用120#、800#和1200#水磨砂纸逐级打磨，去离子水清洗后，置于丙酮中超声波振荡5min，再用去离子水冲洗干净并吹干。在样品一端钻一个小孔，以铜线做连接导线，并用环氧树脂密封连接处。
(b)氧化液配制：NaOH-40g/L，Na2SiO3-90g/L，Na2B4O7-50g/L，柠檬酸-12g/L，Ag2SO4-2g/L，NiSO4-5g/L。
(c)将两片预处理后纯镁板材置于氧化液中进行阳极氧化，并通以频率为50Hz的交流电，电流密度为2.0A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为20min。
(d)将阳极氧化后的纯镁用去离子水漂洗后置于90℃的纯水中进行封闭处理，处理时间为15min。
经上述工艺加工后，纯镁表面膜层膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例2
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-2.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-70g/L，Na2SiO3-80g/L，Na2B4O7-60g/L，柠檬酸-10g/L，AgNO3-10g/L，NiSO4-16g/L。步骤(c)电流密度为1.0A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为10min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，Mg2Zn镁合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例3
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-2.0wt％，Ca-0.5wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-50g/L，Na2SiO3-70g/L，Na2B4O7-80g/L，柠檬酸-16g/L，Ag2SO4-4g/L，NiSO4-10g/L；步骤(c)中中阳极氧化交流电电流密度为2.5A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，Mg2Zn0.5Ca镁合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例4
制备Mg-Zn-Y系合金，其成分为Zn-2wt％，Y-0.4wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-80g/L，Na2SiO3-50g/L，Na2B4O7-70g/L，柠檬酸-8g/L，Ag2SO4-8g/L，NiSO4-8g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为1.5A/dm2，氧化液温度为15℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为90℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn-Y合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例5
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-4.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-60g/L，Na2SiO3-70g/L，Na2B4O7-60g/L，柠檬酸-10g/L，AgNO3-6g/L，NiSO4-5g/L；步骤(c)阳极氧化交流电电流密度为2A/dm2，氧化液温度为30℃，氧化时间为10min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例6
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-6.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-70g/L，Na2SiO3-80g/L，Na2B4O7-40g/L，柠檬酸-14g/L，Ag2SO4-1g/L，NiSO4-20g/L；步骤(c)中中阳极氧化交流电电流密度为0.5A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为40min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例7
制备AZ31镁合金进行表面处理，其成分为Al 3.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-80g/L，Na2SiO3-60g/L，Na2B4O7-70g/L，柠檬酸-12g/L，AgNO3-5g/L，NiSO4-12g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为1.5A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为20min；步骤(d)中纯水温度为90℃，处理时间为15min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ31合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例8
制备AZ61镁合金进行表面处理，其成分为Al 6.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-50g/L，Na2SiO3-60g/L，Na2B4O7-80g/L，柠檬酸-16g/L，AgNO3-3g/L，NiSO4-10g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为15min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ61合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例9
制备AZ91镁合金进行表面处理，其成分为Al 9.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-60g/L，Na2SiO3-70g/L，Na2B4O7-50g/L，柠檬酸-8g/L，AgNO3-10g/L，NiSO4-5g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为1.5A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为40min；步骤(d)中纯水温度为100℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ91合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例10
制备纯镁金属，成分为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中其中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-50g/L，Na2SiO3-60g/L，Na2B4O7-40g/L，柠檬酸-12g/L，AgSO4-4g/L，NiSO4-8g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2.0A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为20min；步骤(d)中纯水温度为90℃，处理时间为15min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，纯镁板材表面膜层膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例11
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-2.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-80g/L，Na2SiO3-60g/L，Na2B4O7-60g/L，柠檬酸-16g/L，AgNO3-2g/L，NiSO4-5g/L。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，Mg2Zn镁合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例12
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-2.0wt％，Ca-0.5wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-40g/L，Na2SiO3-90g/L，Na2B4O7-50g/L，柠檬酸-8g/L，Ag2SO4-4g/L，NiSO4-10g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2A/dm2，氧化液温度为20℃；步骤(d)中氧化时间为20min，纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，Mg2Zn0.5Ca镁合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例13
制备Mg-Zn-Y系合金，其成分为Zn-2wt％，Y-0.4wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH一70g/L，Na2SiO3-50g/L，Na2B4O7-60g/L，柠檬酸-10g/L，Ag2SO4-5g/L，NiSO4-16g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2A/dm2，氧化液温度为15℃，氧化时间为10min；步骤(d)中纯水温度为90℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn-Y合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例14
制备Mg-Zn-Nd系合金，其成分为Zn-2wt％，Nd-0.4wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-40g/L，Na2SiO3-80g/L，Na2B4O7-40g/L，柠檬酸-8g/L，Ag2SO4-10g/L，NiSO4-8g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为100℃，处理时间为10min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn-Nd合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例15
制备Mg-Zn-Gd系合金，其成分为Zn-2wt％，Gd-0.4wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-70g/L，Na2SiO3-70g/L，Na2B4O7-80g/L，柠檬酸-10g/L，Ag2SO4-8g/L，NiSO4-20g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为1.0A/dm2，氧化液温度为30℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为100℃，处理时间为10min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn-Gd合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例16
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-4.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-80g/L，Na2SiO3-60g/L，Na2B4O7-60g/L，柠檬酸-16g/L，AgNO3-2g/L，NiSO4-5g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为0.5A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为40min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例17
制备Mg-Zn系合金，其成分为Zn-6.0wt％，其余为Mg和不可避免的杂质。
本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-50g/L，Na2SiO3-50g/L，Na2B4O7-70g/L，柠檬酸-16g/L，AgNO3-10g/L，NiSO4-20g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2.5A/dm2，氧化液温度为15℃，氧化时间为40min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该Mg-Zn合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例18
制备AZ31镁合金进行表面处理，其成分为Al 3.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-60g/L，Na2SiO3-70g/L，Na2B4O7-70g/L，柠檬酸-12g/L，AgNO3-4g/L，NiSO4-12g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为2.5A/dm2，氧化液温度为25℃，氧化时间为30min；步骤(d)中纯水温度为90℃，处理时间为15min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ31合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例19
制备AZ61镁合金进行表面处理，其成分为Al 6.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-60g/L，Na2SiO3-80g/L，Na2B4O7-50g/L，柠檬酸-10g/L，AgNO3-8g/L，NiSO4-10g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为0.5A/dm2，氧化液温度为20℃，氧化时间为10min；步骤(d)中纯水温度为95℃，处理时间为15min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ61合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
实施例20
制备AZ91镁合金进行表面处理，其成分为Al9.0wt％，Zn 1.0％，其余为Mg和不可避免的杂质。本实例工艺方法与实例1不同的是，步骤(b)中阳极氧化溶液的溶质组成为：NaOH-80g/L，Na2SiO3-90g/L，Na2B4O7-80g/L，柠檬酸-10g/L，AgNO3-6g/L，NiSO4-8g/L；步骤(c)中阳极氧化交流电电流密度为1.5A/dm2，氧化液温度为30℃，氧化时间为20min；步骤(d)中纯水温度为100℃，处理时间为20min。其他工艺参数和操作过程与实施例1相同。
经上述工艺加工后，该AZ91合金表面膜厚、抗菌防霉耐腐蚀性能见表1。
上述实施例只是为说明本发明所提供的一些选择方案，并非是对本发明的实施方式的限定。在具体操作时，可参照实施例就同一成分的合金在合理范围内进行工艺的调整，也可选择其他成分的镁金属在实施例的基础上进行相应的改变。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本发明技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。
表1、氧化膜厚度、抗菌防霉耐腐蚀性能
上表数据说明：
1*氧化膜厚度
将处理后的镁金属板材的横截面置于显微镜下测量膜的厚度。实施例1、2的厚度如图1(b)、图2(b)所示。
2*抗菌性能
依据JIS Z 2801：2000《抗菌制品抗菌性能的检测与评价》进行抗菌性能检测。检测用菌为大肠杆菌(ATCC 25922)和金黄色葡萄球菌(ATCC6538)，测试样品为阳极氧化封孔后的镁金属板材，参照样品为标准PE。实施例1的检测结果如表2所示。
表2、实施例1氧化膜抗菌性能
3*防霉性能
依据ASTM G21-96(2002)《合成高分子材料耐真菌性的测定》进行防霉性能检测。检测用菌为黑曲霉(AS 3.4463)、球毛壳菌(AS 3.4254)和出芽短根霉(AS 3.3984)测定，测试时间为28天。按本标准，长霉程度按表3进行分级。
表3、氧化膜防霉性能分级
不长(显微镜50X下观察) 0级
痕迹生长(＜10％) 1级
轻微生长(≥10～＜30％) 2级
中度生长(≥30-＜60％) 3级
严重生长(≥60～全面腐蚀) 4级
上述样品均达到1级或2级抗霉，即优秀级别。
4*耐蚀性能
按照GB10125-1997进行盐雾腐蚀实验测试，腐蚀时间为24h，温度为35℃，腐蚀介质为5％的NaCl溶液。腐蚀试验结束后用腐蚀面积占整个试验面积的百分比评价膜层的耐腐蚀性。腐蚀评级与腐蚀缺陷面积的关系如表4所示。
表4、腐蚀评级与腐蚀缺陷面积的关系
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(a)镁金属预处理：对镁金属表面进行打磨，清洗，干燥；
(b)配制包括以下成分及含量的氧化液：NaOH 40-80g/L，Na2SiO3 50-90g/L，Na2B4O740-80g/L，柠檬酸8-16g/L，及可溶性抗菌防霉功能元素盐；
(c)将步骤(a)中处理好的镁金属置于氧化液中，通以交流电，进行阳极氧化，所述氧化液温度范围为15-30℃，氧化时间为10-40min；
(d)将经过步骤(c)处理后的镁金属用去离子水漂洗后置于纯水中进行封孔处理，处理后镁金属表面即形成抗菌防霉耐腐蚀膜层。
2.根据权利要求1所述的一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，其特征在于：所述可溶性抗菌防霉功能元素盐为浓度1-10g/L的银盐和浓度5-20g/L的硫酸镍，所述银盐为硝酸银和硫酸银。
3.根据权利要求1所述的一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，其特征在于：所述步骤(c)中，交流电的电流密度为0.5-2.5A/dm2。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种镁金属表面抗菌防霉耐腐蚀膜层的制备方法，其特征在于：所述步骤(d)中纯水的温度为90-100℃，处理时间为10-20min。
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