一种微弧氧化电解液新型节能混合添加剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料科学领域，尤其是一种微弧氧化电解液新型节能混合添加剂及其 应用。
【背景技术】
[0002] 微弧氧化技术是指在铝、镁、钛等轻金属及其合金表面原位生长陶瓷层的一种新 技术，目前已成为国内外研宄热点之一。采用该技术在轻金属及其合金表面制得的膜层与 基体结合牢固、结构致密，从而改善其表面硬度、耐磨及耐蚀等性能，使得铝、镁、钛等轻金 属及其合金的应用范围得以拓展。
[0003] 微弧氧化是一种环境友好型方法，能提高金属材料的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性 能等，但其反应过程中高的能量消耗，限制了其在工业中的广泛应用。为解决微弧氧化过程 的能耗问题，研宄者主要集中探索电参数和电解液成分对其影响。通过改变微弧氧化电解 液的成分不仅可以改善膜层的结构和性能，还可以解决能量消耗难题。因此，在基础电解液 中加入添加剂是该领域研宄的主要内容之一，且目前国内外关于向电解液中加入混合添加 剂的研宄报道相对较少。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是：提供一种一种微弧氧化电解液新型节能混合添加剂及其应用， 将其应用于铝合金零件上，它的加入不仅使微弧氧化生成的陶瓷膜层综合性能有明显提 高，还能降低微弧氧化过程的能量消耗，而且环保性好，可以克服现有技术的不足。
[0005] 本发明是这样实施的：微弧氧化电解液新型节能混合添加剂，按重量份数计算计 算，包括2~5份纳米二氧化钛及0. 4~0. 6份稀土元素添加剂；基础电解液的组成为10 份硅酸钠，2份钨酸钠，2份氢氧化钠及4000份蒸馏水。
[0006] 所述的稀土元素添加剂为镧的化合物。
[0007] 微弧氧化电解液新型节能混合添加剂的应用，按重量份数计算计算，将2~5份纳 米二氧化钛及0. 4~0. 6份硝酸镧加入到基础电解液中，基础电解液的组成为10份硅酸 钠，2份鹤酸钠，2份氢氧化钠及4000份蒸馏水。
[0008] 与现有技术相比，本发明采用纳米二氧化钛及硝酸镧组成的混合添加剂，将其加 入到以硅酸盐为主成膜剂的电解液中，可以生成优质的陶瓷膜层。该陶瓷膜层的综合性能 有明显改善，硬度高、耐磨损和耐腐蚀性能优异；且其制备过程与一般的微弧氧化过程相 同，操作简单，无需额外繁琐工艺；采用该混合添加剂电解液生成的陶瓷膜层不含重金属或 有害元素，不会损害人体健康和破坏环境，且能够降低微弧氧化过程的能量消耗。本发明材 料来源广泛，成本低廉，非常适宜工业化生产。
【具体实施方式】
[0009] 本发明的实施例1 :微弧氧化电解液新型混合添加剂，按重量份数计算，包括3份 纳米二氧化钛及0. 5份稀土元素添加剂；所述的稀土元素添加剂为硝酸镧。
[0010] 本发明的实施例2 :微弧氧化电解液新型节能混合添加剂的应用，在硅酸盐基础 电解液中，加入纳米二氧化钛及稀土元素添加剂，加入后纳米二氧化钛及稀土元素的浓度 分别为3g/L及0. 5g/L，将该配方应用于摩托车柱塞上；硅酸盐基础电解液的组成包括10g/ L硅酸钠，2g/L钨酸钠，2g/L氢氧化钠及2L蒸馏水。比较通过微弧氧化技术处理和普通阳 极氧化处理的柱塞可知，经微弧氧化处理的柱塞，其使用寿命得到提高，比较基础电解液中 加入混合添加剂和未加添加剂时，制得相同厚度膜层所需的时间和电流变化，由W=UIT，可 计算出能量消耗。
[0011] 为了进一步验证本发明的实验效果，将该新型混合添加剂电解液制得的陶瓷膜 层进行性能检测，并与未加入任何添加剂的基础电解液制成的膜层做比较，其检测结果如 下： 微弧氧化膜层性能对比(微弧氧化试验在自制的微弧氧化设备上进行）：
【主权项】
1. 一种微弧氧化电解液新型节能混合添加剂，其特征在于：按重量份数计算计算，包 括2~5份纳米二氧化钛及0. 4~0. 6份稀土元素添加剂；基础电解液的组成为10份硅酸 钠，2份鹤酸钠，2份氢氧化钠及4000份蒸馏水。
2. 根据权利要求1所述的微弧氧化电解液新型节能混合添加剂，其特征在于：所述的 稀土元素添加剂为镧的化合物。
3. -种如权利要求1所述的微弧氧化电解液新型节能混合添加剂的应用，其特征在 于：按重量份数计算计算，将2~5份纳米二氧化钛及0. 4~0. 6份硝酸镧加入到基础电解 液中，基础电解液的组成为10份硅酸钠，2份钨酸钠，2份氢氧化钠及4000份蒸馏水。
【专利摘要】本发明公开了一种微弧氧化电解液新型节能混合添加剂及其应用。本发明采用纳米二氧化钛及硝酸镧组成的混合添加剂，将其加入到以硅酸盐为主成膜剂的电解液中，可以生成优质的陶瓷膜层。该陶瓷膜层的综合性能有明显改善，硬度高、耐磨损和耐腐蚀性能优异；且其制备过程与一般的微弧氧化过程相同，操作简单，无需额外繁琐工艺；采用该混合添加剂电解液生成的陶瓷膜层不含重金属或有害元素，不会损害人体健康和破坏环境，且能够降低微弧氧化过程的能量消耗。本发明材料来源广泛，成本低廉，非常适宜工业化生产。
【IPC分类】C25D11-06
【公开号】CN104790010
【申请号】CN201510221718
【发明人】张晓燕, 黄鑫, 黄丹, 黄秀, 田琴, 吴德凤, 高红选, 巩向鹏
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月5日