有色金属表面氧化物陶瓷涂层成分可控的微弧氧化方法_2

文档序号:9560923阅读:来源:国知局
冲频率300Hz,占空比10%,电解液7 的温度20°C,在阳极4表面得到氧化物陶瓷涂层。
[0035] 本实施例所制氧化物陶瓷涂层的成分数据见表1。
[0036] 表1涂层成分对比结果(质量百分比,wt % )
[0038] 由表1可知,本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金 属表面制备氧化物陶瓷涂层,利用反渗透膜对电解液中的离子进行定向选择,有效的实现 了涂层成分的选择性调控,涂层成分及含量调控方法简便且容易实现,使用设备简单且投 入成本低。
[0039] 实施例2
[0040] 本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金属表面制备氧 化物陶瓷涂层,所述有色金属为铝合金。结合图1,本实施例有色金属表面制备氧化物陶瓷 涂层成分可控的微弧氧化方法包括以下步骤:
[0041] 步骤一、选择第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2 ;所选择的第一反渗透膜2-1 的孔径Di满足:2R D # 2. 2R x,所选择的第二反渗透膜2-2的孔径D2满足:D 2< 2R x,所 述Rx为待沉积元素的可溶性盐的离子半径,Rx的单位为埃;本实施例中待沉积元素为硅,硅 酸盐离子半径Rx= 3. 5埃,故选择的第一反渗透膜2-1的孔径为7埃,选择的第二反渗透 膜2-2的孔径为3埃;
[0042] 具体操作过程中,可将第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2设计为多层结构,采 用层层过滤的方法提高离子选择的准确率和选择效率。
[0043] 步骤二、利用步骤一中所选择的第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2将微弧氧 化槽分隔为三个工作区:第一非氧化工作区1-1、氧化工作区1-2和第二非氧化工作区1-3, 所述氧化工作区1-2位于第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2之间,所述第一非氧化工 作区1-1位于第一反渗透膜2-1的左侧,所述第二非氧化工作区1-3位于第二反渗透膜2-2 的右侧;
[0044] 步骤三、采用管路6将步骤二中所述第一非氧化工作区1-1和第二非氧化工作区 1-3连通,并在管路6上设置压力栗5,然后将电解液7加入微弧氧化槽中,将阳极4、第一 阴极3-1和第二阴极3-2插设于氧化工作区1-2内并浸入电解液7中,之后利用压力栗5 使电解液7发生定向流动,利用第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2对电解液7进行离 子选择;所述离子选择的时间为30min,所述阳极4的材质为铝合金,所述第一阴极3-1和 第二阴极3-2的材质均为不锈钢,所述第一阴极3-1和第二阴极3-2均与阳极4平行相对 设置;所述电解液7由氢氧化钠、无机盐和去离子水混合均匀而成,其中氢氧化钠的浓度为 l〇g/L,无机盐的浓度为15g/L,所述无机盐为娃酸钠;
[0045] 步骤四、在保持步骤三中所述电解液7定向流动的条件下,通电进行微弧氧化处 理15min,微弧氧化处理的工艺参数为:电压350V,脉冲频率500Hz,占空比10%,电解液7 的温度18°C,在阳极4表面得到氧化物陶瓷涂层。
[0046] 本实施例所制氧化物陶瓷涂层的成分数据见表2。
[0047] 表2涂层成分对比结果(质量百分比,wt % )
[0049] 由表2可知,本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金 属表面制备氧化物陶瓷涂层,利用反渗透膜对电解液中的离子进行定向选择,有效的实现 了涂层成分的选择性调控,涂层成分及含量调控方法简便且容易实现,使用设备简单且投 入成本低。
[0050] 实施例3
[0051] 本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金属表面制备氧 化物陶瓷涂层,所述有色金属为钛合金。结合图1,本实施例有色金属表面制备氧化物陶瓷 涂层成分可控的微弧氧化方法包括以下步骤:
[0052] 步骤一、选择第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2 ;所选择的第一反渗透膜2-1 的孔径Di满足:2R D # 2. 2R x,所选择的第二反渗透膜2-2的孔径D2满足:D 2< 2R x,所 述Rx为待沉积元素的可溶性盐的离子半径,Rx的单位为埃;本实施例中待沉积元素为锆,氟 锆酸盐离子半径Rx= 5埃,故选择的第一反渗透膜2-1的孔径为11埃,选择的第二反渗透 膜2-2的孔径为5埃;
[0053] 具体操作过程中,可将第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2设计为多层结构,采 用层层过滤的方法提高离子选择的准确率和选择效率。
[0054] 步骤二、利用步骤一中所选择的第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2将微弧氧 化槽分隔为三个工作区:第一非氧化工作区1-1、氧化工作区1-2和第二非氧化工作区1-3, 所述氧化工作区1-2位于第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2之间,所述第一非氧化工 作区1-1位于第一反渗透膜2-1的左侧,所述第二非氧化工作区1-3位于第二反渗透膜2-2 的右侧;
[0055] 步骤三、采用管路6将步骤二中所述第一非氧化工作区1-1和第二非氧化工作区 1-3连通,并在管路6上设置压力栗5,然后将电解液7加入微弧氧化槽中,将阳极4、第一 阴极3-1和第二阴极3-2插设于氧化工作区1-2内并浸入电解液7中,之后利用压力栗5 使电解液7发生定向流动,利用第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2对电解液7进行离 子选择;所述离子选择的时间为40min,所述阳极4的材质为钛合金,所述第一阴极3-1和 第二阴极3-2的材质均为不锈钢,所述第一阴极3-1和第二阴极3-2均与阳极4平行相对 设置;所述电解液7由氢氧化钠、无机盐和去离子水混合均匀而成,其中氢氧化钠的浓度为 l〇g/L,无机盐的浓度为10g/L,所述无机盐为氟锆酸钾;
[0056] 步骤四、在保持步骤三中所述电解液7定向流动的条件下,通电进行微弧氧化处 理20min,微弧氧化处理的工艺参数为:电压3050V,脉冲频率300Hz,占空比8%,电解液7 的温度15°C,在阳极4表面得到氧化物陶瓷涂层。
[0057] 本实施例所制氧化物陶瓷涂层的成分数据见表3。
[0058] 表3涂层成分对比结果(质量百分比,wt % )
[0060] 由表3可知,本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金 属表面制备氧化物陶瓷涂层,利用反渗透膜对电解液中的离子进行定向选择,有效的实现 了涂层成分的选择性调控,涂层成分及含量调控方法简便且容易实现,使用设备简单且投 入成本低。
[0061] 实施例4
[0062] 本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金属表面制备氧 化物陶瓷涂层,所述有色金属为钽合金。结合图1,本实施例有色金属表面制备氧化物陶瓷 涂层成分可控的微弧氧化方法包括以下步骤:
[0063] 步骤一、选择第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2 ;所选择的第一反渗透膜2-1 的孔径Di满足:2R D # 2. 2R x,所选择的第二反渗透膜2-2的孔径D2满足:D 2< 2R x,所 述Rx为待沉积元素的可溶性盐的离子半径,Rx的单位为埃;本实施例中待沉积元素为铝,铝 酸盐离子半径Rx= 2. 5埃,故选择的第一反渗透膜2-1的孔径为5埃,选择的第二反渗透 膜2-2的孔径为3埃;
[0064] 具体操作过程中,可将第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2设计为多层结构,采 用层层过滤的方法提高离子选择的准确率和选择效率。
[0065] 步骤二、利用步骤一中所选择的第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2将微弧氧 化槽分隔为三个工作区:第一非氧化工作区1-1、氧化工作区1-2和第二非氧化工作区1-3, 所述氧化工作区1-2位于第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2之间,所述第一非氧化工 作区1-1位于第一反渗透膜2-1的左侧,所述第二非氧化工作区1-3位于第二反渗透膜2-2 的右侧;
[0066] 步骤三、采用管路6将步骤二中所述第一非氧化工作区1-1和第二非氧化工作区 1-3连通,并在管路6上设置压力栗5,然后将电解液7加入微弧氧化槽中,将阳极4、第一 阴极3-1和第二阴极3-2插设于氧化工作区1-2内并浸入电解液7中,之后利用压力栗5 使电解液7发生定向流动,利用第一反渗透膜2-1和第二反渗透膜2-2对电解液7进行离 子选择;所述离子选择的时间为20min,所述阳极4的材质为钽合金,所述第一阴极3-1和 第二阴极3-2的材质均为不锈钢,所述第一阴极3-1和第二阴极3-2均与阳极4平行相对 设置;所述电解液7由氢氧化钠、无机盐和去离子水混合均匀而成,其中氢氧化钠的浓度为 5g/L,无机盐的浓度为20g/L,所述无机盐为铝酸钠;
[0067] 步骤四、在保持步骤三中所述电解液7定向流动的条件下,通电进行微弧氧化处 理30min,微弧氧化处理的工艺参数为:电压350V,脉冲频率500Hz,占空比10%,电解液7 的温度20°C,在阳极4表面得到氧化物陶瓷涂层。
[0068] 本实施例所制氧化物陶瓷涂层的成分数据见表4。
[0069] 表4涂层成分对比结果(质量百分比,wt % )
[0071] 由表4可知,本实施例采用反渗透技术和微弧氧化技术相结合的方法,在有色金 属表面制备氧化物陶瓷涂层,利用反渗
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