镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法与流程

文档序号:12415770阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:将镁合金表面进行磷酸盐转化处理,获得耐蚀转化层;

S2:在所述耐蚀转化层上沉积一层微纳米尺度的Si3N4层;

S3:对所述Si3N4层的部分区域进行刻蚀,使得设计区域内(没被刻蚀)为Si3N4层,设计区域外(被刻蚀)为耐蚀转化层;

S4:在所述设计区域外的耐蚀转化层表面制备一层超疏水膜层。

2.根据权利要求1所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,步骤S1具体包括如下步骤:

(1)将镁合金表面进行预处理;

(2)将预处理后的镁合金置入由磷酸盐、高锰酸钾、柠檬酸盐、海藻酸钠、磷酸、去离子水组成的转化处理液中进行转化处理,转化处理液水浴保持温度在30-45℃,处理时间为15-20分钟,转化处理过程中采用多功能恒温磁力搅拌器进行控温和搅拌。

3.根据权利要求2所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,所述将镁合金表面进行预处理的具体操作步骤如下:

(1)先将镁合金加工成20×20×1mm3的正方体薄片试样;

(2)依次用400目、800目的耐水砂纸对试样两个正方形表面进行粗磨;

(3)依次用1000目、1500目和2000目的耐水砂纸对试样表面进行细磨;

(4)用金刚石研磨膏对试样进行抛光;

(5)分别用丙酮和分析纯的酒精先后对镁合金试样超声波清洗10分钟,除去试样表面的油渍和其他杂质,然后凉风吹干。

4.根据权利要求2所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于:所述磷酸盐的浓度为90-150g/L,其由质量比为1:1:1的FeHPO4、Zn3(PO4)2和Ca3(PO4)2混合而成;所述高锰酸钾的浓度为20-60g/L;所述柠檬酸盐为柠檬酸钾或柠檬酸钠,其浓度为0.2~0.35g/L;所述海藻酸钠的浓度为0.5~1.2g/L;使用所述磷酸将转化液的pH值调节为6.0-6.5之间。

5.根据权利要求1所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,步骤S2具体为:

采用化学气相沉积方法,将化学气相沉积机抽真空至3×10-4-4×10-4Pa后,通入氨气以及H2和SiH4的混合气体,其中H2和SiH4的体积比为4:1,氨气的流量为110mL/min,H2和SiH4的混合气体流量为105mL/min,温度设定为280-300℃,沉积的Si3N4层厚度为3000-5000埃。

6.根据权利要求1所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,步骤S3具体包括如下步骤:

(1)首先在Si3N4层表面涂抹一层光刻胶,其中光刻胶类别为AZ4620,旋涂光刻胶,转速为100-150r/s,在烘胶机上进行烘干2-4分钟,在曝光机上用掩模板对光刻胶进行对准曝光,最后利用显影液进行显影,就得到了所设计区域的光刻胶保护层;

(2)将经上一步骤处理的镁合金固定在等离子体刻蚀机内部的平台上,将等离子体刻蚀机抽真空,通入体积比为1:1:1的CF4、C4F8和SF6气体进行刻蚀,时间为45min-1h,之后在丙酮中清洗掉剩余的光刻胶,就得到了设计区域内为Si3N4层、设计区域外为耐蚀转化层的镁合金。

7.根据权利要求1所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于:步骤S4中所述超疏水膜层采用电沉积法制备,具体为:将经步骤S3处理后的镁合金置于电沉积液中,以此镁合金作为阴极,铂电极作为阳极,在10~30V电压下进行电沉积,电沉积过程中保持温度在20-30℃,电沉积时间为15-30分钟。电沉积过程中使用恒温磁力搅拌器进行恒温和搅拌处理。

8.根据权利要求7所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于:所述电沉积液由脂肪酸、铈盐、乙胺盐酸盐、直链淀粉和无水乙醇组成,其中脂肪酸的浓度为20-40g/L,铈盐的浓度为15-25g/L,乙胺盐酸盐的浓度为1.2-1.5g/L,直链淀粉的浓度为0.6-0.8g/L。

9.根据权利要求8所述的一种镁合金亲/超疏水区域可控复合膜的制备方法,其特征在于,所述脂肪酸为质量比为1:1.2:1.1:1的直链硬脂酸、二十碳烯酸、亚油酸、反式油酸组成的混合物,所述铈盐为质量比为0.8:1的Ce(NH4)2(NO3)6和Ce(SO4)2·4H2O的混合物。

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