CN1884617A - Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 - Google Patents
Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1884617A CN1884617A CN 200610080873 CN200610080873A CN1884617A CN 1884617 A CN1884617 A CN 1884617A CN 200610080873 CN200610080873 CN 200610080873 CN 200610080873 A CN200610080873 A CN 200610080873A CN 1884617 A CN1884617 A CN 1884617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxide film
- aluminium
- anode oxide
- composite anode
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及铝及其合金Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法，属于铝及其合金领域。现有技术主要使用Al－Li合金通过阳极氧化的方法制备而成。Al－Li合金制造复杂，价格昂贵。本发明通过将铝或者铝合金浸泡在90－100℃，pH值9－12的Li2SO4溶液中反应，使得铝合金表面生成双羟基金属氧化物，在铝合金表面引入一定量的Li离子，阳极氧化后封闭，形成Al－Li复合阳极氧化膜。本发明可大大降低成本，制备的Al－Li复合阳极氧化膜，在不改变铝基体性能的基础上得到比普通阳极氧化膜层更加整齐，致密，具有更高的交流阻抗值，明显提高了膜层的耐蚀性，可用于分离膜、超微网、电发光元件、传感器、催化剂载体、热交换器等，此外还可以作为一种理想的防护－装饰性膜层。
Description
技术领域
本发明涉及铝及其合金制备Al-Li复合阳极氧化膜的方法。
背景技术
铝及其合金在酸溶液(如硫酸)中阳极氧化，生成厚度可以控制的多孔性阳极氧化膜。合金元素的引入，对铝的阳极氧化膜的性能影响很大。目前，很多研究者采用合金、溅射、离子注入、溶胶凝胶法等方法引入Ce、Ti、Cr、Ni等合金元素，形成铝及其合金的复合氧化膜。
在以前的Al-Li复合阳极氧化膜制备中，主要使用Al-Li合金通过阳极氧化的方法制备而成。Al-Li合金制造复杂，价格昂贵。
发明内容
本发明为制备Al-Li复合阳极氧化膜的方法，利用铝元素本身可以和Li+形成类似水镁石结构的Li-Al双羟基金属氧化物(Layered Double Hydroxide，简写为LDH)，化学组成式为：[Li+ 1-xAl3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，其中An-为层间阴离子；X为Al3+/(Li++Al3+)的摩尔比值；m为层间水分子的摩尔量。位于层板上的一价金属阳离子Li+可以在一定的比例范围内被离子半径相近的Al3+同晶取代，从而使得主体层板带部分的正电荷；层间可以交换的客体An-阴离子与层板正电荷相平衡，因此使得LDH的这种主客体结构呈现电中性。此外，通常情况下在LDH层板之间尚存在着一些客体水分子，同时这种层状网络结构可以让离子顺利通过。在铝及其合金表面形成Li-Al双羟基金属氧化物后，在阳极氧化液中进行阳极氧化后封闭，形成Al-Li复合阳极氧化膜。工艺稳定，设备简单，操作容易。
通过将铝或者铝合金浸泡在90-100℃，pH值9-12的Li2SO4溶液中反应，使得铝合金表面生成双羟基金属氧化物，在铝合金表面引入一定量的Li离子，阳极氧化后封闭，形成Al-Li复合阳极氧化膜。
本发明所用的铝合金为普通的铝合金即可，不必须使用背景技术中的Al-Li合金，可大大降低成本。
本发明制备的Al-Li复合阳极氧化膜，在不改变铝基体性能的基础上得到比普通阳极氧化膜层更加整齐，致密的阳极氧化膜，具有更高的交流阻抗值，明显提高了膜层的耐蚀性。因为氧化铝膜的应用已遍及冶金、化工、环保、能源、生物等各个领域，本发明也会在这些领域有着广阔的应用前景，可用于分离膜、超微网、电发光元件、传感器、催化剂载体、热交换器等，此外还可以作为一种理想的防护—装饰性膜层。
本发明的制备方法，使用饱和硫酸锂溶液作为双羟基金属氧化物中锂离子的来源，图1证明在高纯铝表面形成了双羟基金属氧化物(LDH)，图2证明形成的Li-Al双羟基金属氧化物中含有Li+，图3证明氧化后阳极氧化膜表面仍然存在一定量的Li+；图4、5和图6、7比较证明本复合阳极氧化膜比普通阳极氧化膜更加整齐，致密；从制备后的极化曲线图8、图9、图10可以看出该工艺所得膜层在酸性、中性、碱性1mol/LNaCl溶液中阳极溶解电流密度与普通膜层的阳极溶解电流密度相比要小得多；从制备后的交流阻抗图11、图12，可以看出该工艺所得阳极氧化膜层多孔层和阻挡层的交流阻抗值比普通阳极氧化膜层的交流阻抗值要提高很多。
附图说明：
图1是铝在Li2SO4溶液反应后试样表面X射线衍射图。
图2是铝在Li2SO4溶液反应后试样表面Li峰的X射线光电子能谱图。
图3是铝在Li2SO4溶液反应，阳极氧化后表面Li峰的XPS图。
图4是铝直接进行阳极氧化试样表面扫描电子显微镜图。
图5是铝在Li2SO4溶液反应，阳极氧化后试样表面扫描电子显微镜图。
图6是铝直接进行阳极氧化试样表面原子力显微镜图。
图7是铝在Li2SO4溶液反应，阳极氧化后试样表面原子力显微镜图。
图8是Al-Li复合阳极氧化膜和普通阳极氧化膜在1mol/L中性NaCl溶液中极化曲线比较，图中曲线a表示Al-Li复合阳极氧化膜极化曲线，b为普通阳极氧化膜极化曲线。
图9是Al-Li复合阳极氧化膜和普通阳极氧化膜在1mol/L酸性NaCl溶液中极化曲线比较，图中曲线a表示Al-Li复合阳极氧化膜极化曲线，b为普通阳极氧化膜极化曲线。
图10是Al-Li复合阳极氧化膜和普通阳极氧化膜在1mol/L碱性NaCl溶液中极化曲线比较，图中曲线a表示Al-Li复合阳极氧化膜极化曲线，b为普通阳极氧化膜极化曲线。
图11是未封闭的Al-Li复合阳极氧化膜和普通阳极氧化膜在1mol/L中性NaCl溶液中交流阻抗比较图，图中■曲线表示Al-Li复合阳极氧化膜交流阻抗曲线，▲为普通阳极氧化膜交流阻抗曲线。
图12是经沸水封闭后的Al-Li复合阳极氧化膜和普通阳极氧化膜在1mol/L中性NaCl溶液中交流阻抗比较图，图中■曲线表示Al-Li复合阳极氧化膜交流阻抗曲线，▲为普通阳极氧化膜交流阻抗曲线。
具体实施方式
实施例1 高纯铝Al-05制备Al-Li复合阳极氧化膜
1.1试样依次用300#到800#水砂纸打磨，丙酮脱脂除油，氢氧化钠碱性化学除油，硝酸溶液出光。
1.2配制饱和硫酸锂溶液，调整pH值为9。
1.3将饱和硫酸锂放入恒温油浴中，打开恒温油浴开关，设定油浴温度为工作温度90℃。
1.4当恒温油浴的温度达到90℃，将试样放入饱和硫酸锂溶液中，进行形成Li-Al双羟基金属氧化物反应。
1.5反应1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
1.6将以200g/L硫酸为主的阳极氧化液温度调节至20℃，设定直流阳极氧化电流密度2A/dm2，把表面形成Li-Al双羟基金属氧化物的试样放入阳极氧化液中，打开电源阳极氧化。
1.7阳极氧化1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
1.8将阳极氧化好的试样放入沸水中封闭30分钟，取出试样，冷风吹干存放。
实施例2 防锈铝LF12表面制备Al-Li复合阳极氧化膜
2.1试样依次用300#到800#水砂纸打磨，丙酮脱脂除油，氢氧化钠碱性化学除油，硝酸溶液出光。
2.2配制饱和硫酸锂溶液，调整pH值为11。
2.3将饱和硫酸锂放入恒温油浴中，打开恒温油浴开关，设定油浴温度为工作温度95℃。
2.4当恒温油浴的温度达到95℃，将试样放入饱和硫酸锂溶液中，进行形成Li-Al双羟基金属氧化物反应。
2.5反应2小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
2.6将以200g/L硫酸为主的阳极氧化液温度调节至20℃，设定直流阳极氧化电流密度2A/dm2，把表面形成Li-Al双羟基金属氧化物的试样放入阳极氧化液中，打开电源阳极氧化。
2.7阳极氧化1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
2.8将阳极氧化好的试样放入沸水中封闭30分钟，取出试样，冷风吹干存放。
实施例3 工业纯铝L3表面制备Al-Li复合阳极氧化膜
3.1试样依次用300#到800#水砂纸打磨，丙酮脱脂除油，氢氧化钠碱性化学除油，硝酸溶液出光。
3.2配制饱和硫酸锂溶液，调整pH值为12。
3.3将饱和硫酸锂放入恒温油浴中，打开恒温油浴开关，设定油浴温度为工作温度100℃。
3.4当恒温油浴的温度达到100℃，将试样放入饱和硫酸锂溶液中，进行形成Li-Al双羟基金属氧化物反应。
3.5反应1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
3.6将以200g/L硫酸为主的阳极氧化液温度调节至20℃，设定直流阳极氧化电流密度2A/dm2，把表面形成Li-Al双羟基金属氧化物的试样放入阳极氧化液中，打开电源阳极氧化。
3.7阳极氧化1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
3.8将阳极氧化好的试样放入沸水中封闭30分钟，取出试样，冷风吹干存放。
实施例4 铸铝合金201表面制备Al-Li复合阳极氧化膜
4.1试样依次用300#到800#水砂纸打磨，丙酮脱脂除油，氢氧化钠碱性化学除油，硝酸溶液出光。
4.2配制饱和硫酸锂溶液，调整pH值为11。
4.3将饱和硫酸锂放入恒温油浴中，打开恒温油浴开关，设定油浴温度为工作温度95℃。
4.4当恒温油浴的温度达到95℃，将试样放入饱和硫酸锂溶液中，进行形成Li-Al双羟基金属氧化物反应。
4.5反应2小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
4.6将以200g/L硫酸为主的阳极氧化液温度调节至20℃，设定直流阳极氧化电流密度2A/dm2，把表面形成Li-Al双羟基金属氧化物的试样放入阳极氧化液中，打开电源阳极氧化。
4.7阳极氧化1小时后，关闭电源将试样取出，去离子水洗，冷风吹干。
4.8将阳极氧化好的试样放入沸水中封闭30分钟，取出试样，冷风吹干存放。
本发明实施例1-4中的步骤6-8所采用的工艺参数均为现有技术的常用工艺参数。本发明的发明内容并不局限于实施例子中的内容。
Claims (2)
1.一种Al-Li复合阳极氧化膜的制备方法，其特征为，通过将铝或者铝合金浸泡在90-100℃，pH值9-12的Li2SO4溶液中反应，使得铝合金表面生成双羟基金属氧化物，阳极氧化后封闭，形成Al-Li复合阳极氧化膜。
2.根据权利要求1所述的Al-Li复合阳极氧化膜的制备方法，其特征在于，采用饱和Li2SO4溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610080873 CN1884617A (zh) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610080873 CN1884617A (zh) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1884617A true CN1884617A (zh) | 2006-12-27 |
Family
ID=37582921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610080873 Pending CN1884617A (zh) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1884617A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614757A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-05 | 海安县申菱电器制造有限公司 | 铝合金表面多孔膜稀土的一种封闭方法 |
| CN107043951A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-15 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝锂合金制件的阳极氧化方法 |
| CN109778171A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 湖南大学 | 一种处理液及用其制备具有自修复性能的铝合金表面水滑石转化膜的方法 |
| CN110684967A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-01-14 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金表面层状双羟基金属氧化物薄膜的原位制备方法 |
| CN110965104A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法 |
| CN111663163A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 核工业理化工程研究院 | 一种2a50铝合金的防腐处理方法及其应用 |
| CN111876811A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-03 | 上海交通大学 | 一种铝锂合金微弧氧化方法及其采用的电解液 |
-
2006
- 2006-05-19 CN CN 200610080873 patent/CN1884617A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103614757A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-05 | 海安县申菱电器制造有限公司 | 铝合金表面多孔膜稀土的一种封闭方法 |
| CN107043951A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-15 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝锂合金制件的阳极氧化方法 |
| CN107043951B (zh) * | 2017-03-30 | 2019-03-01 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种铝锂合金制件的阳极氧化方法 |
| CN109778171A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 湖南大学 | 一种处理液及用其制备具有自修复性能的铝合金表面水滑石转化膜的方法 |
| CN109778171B (zh) * | 2017-11-13 | 2021-01-15 | 湖南大学 | 一种处理液及用其制备具有自修复性能的铝合金表面水滑石转化膜的方法 |
| CN111663163A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 核工业理化工程研究院 | 一种2a50铝合金的防腐处理方法及其应用 |
| CN110684967A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-01-14 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金表面层状双羟基金属氧化物薄膜的原位制备方法 |
| CN110965104A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-04-07 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法 |
| CN110965104B (zh) * | 2019-11-18 | 2021-07-23 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法 |
| CN110684967B (zh) * | 2019-11-18 | 2022-01-14 | 重庆理工大学 | 一种Al-Cu-Li合金表面层状双羟基金属氧化物薄膜的原位制备方法 |
| CN111876811A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-03 | 上海交通大学 | 一种铝锂合金微弧氧化方法及其采用的电解液 |
| CN111876811B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-02-25 | 上海交通大学 | 一种铝锂合金微弧氧化方法及其采用的电解液 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1884617A (zh) | Al－Li复合阳极氧化膜的制备方法 | |
| Zhang et al. | Preparation of superhydrophobic zinc coating for corrosion protection | |
| Zhou et al. | Electrodeposition and corrosion resistance of Ni–P–TiN composite coating on AZ91D magnesium alloy | |
| CN102345151B (zh) | 镁及镁合金表面微弧氧化制备ZrO2复合陶瓷膜的方法 | |
| CN1928165A (zh) | 在镁合金表面生成微弧氧化陶瓷层的方法 | |
| CN102127771A (zh) | 一种铝合金表面负载二氧化钛纳米管薄膜的制备方法 | |
| Li et al. | Electrodeposition and characterization of nano-structured black nickel thin films | |
| Raj et al. | Comparative study of formation and corrosion performance of porous alumina and ceramic nanorods formed in different electrolytes by anodization | |
| Fayomi et al. | Anti-corrosion properties and structural characteristics of fabricated ternary coatings | |
| CN102337570B (zh) | 离子液体体系中共沉积Al-Mn合金镀层的方法 | |
| CN111005014B (zh) | 在铜合金表面原位构筑超疏水涂层的方法 | |
| CN102677029A (zh) | 一种铜基三元水滑石薄膜及其制备方法 | |
| CN1844484A (zh) | 高强度铸造稀土镁合金微弧氧化处理方法 | |
| CN1412352A (zh) | 铝电解抛光的方法和其应用 | |
| CN1388272A (zh) | 镁合金表面复合陶瓷质膜和生成方法 | |
| CN110760906A (zh) | 一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层及其制备方法 | |
| Wang et al. | Effect of modified MgAl-LDH coating on corrosion resistance and friction properties of aluminum alloy | |
| CN110965104B (zh) | 一种Al-Cu-Li合金阳极氧化膜的常温封闭处理方法 | |
| CN114774863B (zh) | 一种镁合金表面的Li-Al LDH膜及其快速制备方法 | |
| TW200949012A (en) | Phosphate-treated electrogalvanized steel sheet | |
| CN105568339A (zh) | 一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法 | |
| Osipenko et al. | Corrosion Behavior of Modified Anodic Oxide Coatings on AD31 Aluminium Alloy | |
| KR100819870B1 (ko) | 전기화학 증착법에 의한 중간세공 구조를 갖는오산화바나듐 박막의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는박막 | |
| CN110592569B (zh) | 一种在镁锂合金表面构建超疏水耐蚀转化膜的方法及具有超疏水耐蚀性能的镁锂合金 | |
| CN112368427A (zh) | 制造具有优异的耐蚀性和涂装性的经表面处理的锌-镍合金电镀钢板的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |