镁锂合金类钙钛矿NaMgF3涂层、制备方法及应用

本发明属于金属表面处理，特别地属于锂镁合金表面处理，具体涉及镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层、制备方法及应用。

背景技术：

1、镁锂合金作为最轻的金属结构材料，具有高比强度、高尺寸稳定性、高比刚度、良好的加工性能、优异的磁屏蔽和抗冲击能力等独特的物理力学性能，在航空、汽车工业、卫星和消费电子工业等众多领域成为有前途的候选材料。然而，镁锂合金在侵蚀性环境中的耐腐蚀性很差，一方面是因为镁和锂具有高化学反应性，另一方面是因为镁锂合金独特的双相结构，当锂含量在5.7～10.3wt％之间时，镁锂合金通常表现出密排六方的α-mg相和体心立方的β-li相的双相结构，因双相间存在电位差而加重了合金内部的微电偶腐蚀，导致局部腐蚀加重。这种现实服役过程中不可控的快速腐蚀导致镁锂合金的力学性能大幅下降，成为目前限制其进一步发展的主要障碍。

2、目前已有类钙钛矿涂层应用于az系镁合金上，且多用于提高镁合金的耐蚀性，已有的镁锂合金防护方法主要有化学转化、阳极氧化等。化学转化主要有铬酸，植酸，磷酸，锡酸和稀土转化等。与化学转化膜相比，阳极氧化膜层具有更好的耐磨性及耐腐蚀性，且其结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能也十分良好。

3、镁锂合金防护方法较多，但是还没有一种既对环境无害又可以长期有效保护镁锂合金的方法。磷酸盐对环境有污染，锡酸转化膜表面有细纹，不利于长期防腐，植酸转化成膜质量难以控制，单一稀土转化附着力差，阳极氧化膜具有多孔结构需要进行封孔，且由于镁锂合金特殊的双相结构，普通的涂层制备存在不均匀的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，一方面，一些实施例公开了镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，包括步骤：

2、s1、镁锂合金基体在第一溶液中进行微弧氧化，在镁锂合金基体表面形成微弧氧化层；其中，第一溶液为包含na3po4·12h2o、naoh和c3h8o3的水溶液，na3po4·12h2o浓度为0.1～1.0m，naoh浓度为0.03～0.1m，c3h8o3浓度为0.01～0.1m；

3、s2、镁锂合金基体表面的微弧氧化层在第二溶液中反应，在微弧氧化层表面生成球状堆积的钙钛矿型复合金属氟化物namgf3涂层；其中，第二溶液为含有naf和ca的水溶液，naf的浓度为0.05～0.2m，ca的浓度为0.01～0.05m；第二溶液的ph值为6.8～7.2。

4、进一步，一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，步骤s1还包括镁锂合金基体的预处理过程。

5、一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，步骤s1中的镁锂合金为laz931合金、lz91合金或laz832合金。

6、一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，第二溶液中还包括金属离子ce、cr、eu或yb。

7、一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，步骤s1中，以镁锂合金基体为阳极，以不锈钢板为阴极，以第一溶液为电解液组成阳极氧化体系，其中，阳极与阴极之间距离为2～6cm，电压为250～300v，频率为400～2000hz，微弧氧化时间为5～10min。

8、一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，步骤s2的反应在干燥箱中进行，温度设定为25～80℃，压力为大气压。

9、一些实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，采用naoh调整第二溶液的ph为6.8～7.2。

10、另一方面，一些实施例公开了镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层，由镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法得到。

11、再一方面，一些实施例公开了镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的应用，应用于在镁锂合金表面制备防腐涂层。

12、本发明实施例公开的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，把阳极氧化和化学转化过程有机结合，在镁锂合金表面形成多孔的微弧氧化涂层，使合金表面均匀化、多孔化，然后微弧氧化涂层在含有ca与naf的转化液中进行化学转化，形成微弧氧化和namgf3相互协同适配的的复合涂层；该复合涂层在航空航天用镁锂合金防护领域有良好应用前景。

技术特征：

1.镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1还包括镁锂合金基体的预处理过程。

3.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中的镁锂合金为laz931合金、lz91合金，或laz832合金。

4.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，所述第二溶液中还包括金属离子ce、cr、eu或yb。

5.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，步骤s1中，以镁锂合金基体为阳极，以不锈钢板为阴极，以第一溶液为电解液组成阳极氧化体系，其中，阳极与阴极之间距离为2～6cm，电压为250～300v，频率为400～2000hz，微弧氧化时间为5～10min。

6.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，步骤s2的反应在干燥箱中进行，温度设定为25～80℃，压力为大气压。

7.根据权利要求1所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法，其特征在于，采用naoh调整第二溶液的ph为6.8～7.2。

8.镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的制备方法得到。

9.镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层的应用，其特征在于，权利要求8所述的镁锂合金类钙钛矿namgf3涂层应用于在镁锂合金表面制备防腐涂层。

技术总结本发明实施例公开了镁锂合金类钙钛矿NaMgF<subgt;3</subgt;涂层、制备方法及应用；方法包括步骤：S1、镁锂合金基体在第一溶液中进行微弧氧化，在镁锂合金基体表面形成微弧氧化层；其中，第一溶液为包含Na<subgt;3</subgt;PO<subgt;4</subgt;·12H<subgt;2</subgt;O、NaOH和C<subgt;3</subgt;H<subgt;8</subgt;O<subgt;3</subgt;的水溶液，Na<subgt;3</subgt;PO<subgt;4</subgt;·12H<subgt;2</subgt;O浓度为0.1～1.0M，NaOH浓度为0.03～0.1M，C<subgt;3</subgt;H<subgt;8</subgt;O<subgt;3</subgt;浓度为0.01～0.1M；S2、镁锂合金基体表面的微弧氧化层在第二溶液中反应，在微弧氧化层表面生成球状堆积的钙钛矿型复合金属氟化物NaMgF<subgt;3</subgt;涂层；其中，第二溶液为含有NaF和CA的水溶液，NaF的浓度为0.05～0.2M，CA的浓度为0.01～0.05M；第二溶液的pH值为6.8～7.2。镁锂合金形成了微弧氧化和NaMgF<subgt;3</subgt;相互协同适配的复合涂层；在镁锂合金防护领域有良好应用前景。技术研发人员：关绍康,梅迪,孔添彩,仝嘉仪,田祎舜,朱世杰,王利国受保护的技术使用者：郑州大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4