CN1772967A - 十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺－4－磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途 - Google Patents

十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺－4－磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途 Download PDF

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Abstract

十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺－4－磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，它涉及一种十二烷基磺酸钠(C12H25SO3Na)、十二烷基苯磺酸钠(C18H29SO3Na)、二苯胺－4－磺酸钠(C12H10NSO3Na)的新用途，尤其涉及在表面微弧氧化工艺中的用途。十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺－4－磺酸钠作为微弧氧化表面活性剂加入碱性电解液可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜孔隙率的目的。

Description

十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠 在表面微弧氧化工艺中的用途
技术领域
本发明涉及一种十二烷基磺酸钠(C12H25SO3Na)、十二烷基苯磺酸钠(C18H29SO3Na)、二苯胺-4-磺酸钠(C12H10NSO3Na)的新用途，尤其涉及在表面微弧氧化工艺中的用途。
背景技术
微弧氧化是一种在铝、镁、钛等阀金属及其合金表面原位生长陶瓷膜的新技术，但微弧氧化放电过程中产生大量氧气，氧气逃逸使得膜层表面产生气孔，而这些气孔的产生大大的降低了金属或合金的耐腐蚀性、机械性能和力学性能，限制了表面微弧氧化工艺在工业中更为广泛的应用。十二烷基磺酸钠一般作为工业洗涤剂，纺织工业清洗剂，染色助剂，选矿用浮选剂；十二烷基苯磺酸钠一般作为洗涤剂；虽然，二苯胺-4-磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠有作阴离子表面活性剂和电镀表面活性剂的用途，但迄今没有用于表面微弧氧化工艺中的报道。
发明内容
本发明的发明人在表面微弧氧化的深入研究中发现十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠加入碱性电解液可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜孔隙率的目的。十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中作为微弧氧化表面活性剂加入到碱性电解液中，上述三种物质可单独使用、也可选择两种或三种混合使用；1L碱性电解液中作为降低微弧氧化陶瓷膜表面孔隙率的表面活性剂的添加量为0.01-5g。
十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠作为微弧氧化表面活性剂加入到碱性电解液中，使微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降低了5.2-6.7个百分点。
具体实施方式
为更好地理解本发明，给出以下具体实施例。这些具体实施例应该理解为仅是说明本发明，而不在任何方面限制本发明的保护范围。
具体实施方式一：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡30s-3min，丙酮除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入十二烷基磺酸钠0.25g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂十二烷基磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为1.37％。由此证明十二烷基磺酸钠作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式二：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡1min-3min，丙酮除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入十二烷基苯磺酸钠0.25g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为1.12％。由此证明十二烷基苯磺酸钠作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式三：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡30s-2min，丙酮除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入二苯胺-4-磺酸钠0.25g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为0.84％。由此证明二苯胺-4-磺酸钠作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式四：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡1min-2min，酒精除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠共1g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为1.36％。由此证明二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠一同作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式五：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡1.5min-2.5min，丙酮除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠共3.25g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为2.03％。由此证明十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠一同作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式六：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡30s-3min，酒精除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基磺酸钠共0.2g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为1.66％。由此证明二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基磺酸钠一同作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。
具体实施方式七：先将实验材料AZ31B镁合金预处理：酸洗浸泡30s-3min，酒精除油；再配制碱性电解液：1L去离子水中加入6g硅酸钠，2g氟化钠，2g氢氧化钾，10mL甘油，并在每升此碱性电解液中加入二苯胺-4-磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠共0.3g；然后将预处理过的镁合金放入碱性电解液中微弧氧化：通入直流电，电压不断升高，恒电流，电流密度为10A/dm2，通电时间为10min，碱性电解液温度始终保持低于40℃。
另作一组对比样，除不在碱性电解液中加入表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠外，其它条件均相同。
本实施方式检测结果是电解液中未添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率为7.46％，添加表面活性剂的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率降为1.49％。由此证明二苯胺-4-磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠一同作为微弧氧化表面活性剂可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力，从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小，达到降低微弧氧化陶瓷膜的孔隙率的效果。

Claims (9)

1、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征是十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中作为微弧氧化表面活性剂加入到碱性电解液中。
2、根据权利要求1所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征在于十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠三种微弧氧化表面活性剂可单独使用、也可选择两种或三种混合使用，所述微弧氧化表面活性剂在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
3、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征是仅将微弧氧化表面活性剂十二烷基磺酸钠加入到碱性电解液中，十二烷基磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
4、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征是仅将微弧氧化表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到碱性电解液中，十二烷基苯磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
5、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征是仅将微弧氧化表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠加入到碱性电解液中，二苯胺-4-磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
6、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征在于将微弧氧化表面活性剂十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合后加入到碱性电解液中，十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
7、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征在于将微弧氧化表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠混合后加入到碱性电解液中，二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
8、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征在于将微弧氧化表面活性剂二苯胺-4-磺酸钠和十二烷基磺酸钠混合后加入到碱性电解液中，十二烷基磺酸钠和二苯胺-4-磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
9、根据权利要求2所述的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二苯胺-4-磺酸钠在表面微弧氧化工艺中的用途，其特征在于将微弧氧化表面活性剂十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和二苯胺-4-磺酸钠混合后加入到碱性电解液中，二苯胺-4-磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠在1L碱性电解液中的添加量为0.01-5g。
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