一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112160008A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202011043594.6(22)申请日2020.09.28(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市南二环路中段(72)发明人陈永楠郭紫薇杨泽慧王楠张震张龙赵秦阳陈宏郝建民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.C25D15/00(2006.01)C25D11/26(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法，属于复合膜层领域。本发明的制备方法，利用微弧氧化工艺一步法在轻合金基体上制备氧化石墨烯封孔的陶瓷膜层，在保留陶瓷膜层的高强、高硬的基础上，氧化石墨烯填充在陶瓷膜层的微孔结构和裂纹中，起到封孔的作用，而氧化墨烯自身具有的低摩擦系数，降低了陶瓷膜层的摩擦系数。本发明的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层，相较于微弧氧化膜层，孔隙率和孔径得到了有效降低，表面粗糙度大幅度降低，提高了膜层的耐磨性能。CN112160008ACN112160008A权利要求书1/1页1.一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)配制含有氧化石墨烯的电解液；2)将轻合金基体置于电解液中进行微弧氧化，得到氧化石墨烯封孔的陶瓷膜层。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，在步骤1)中的电解液pH为10-11；每1升电解液中，含有2～6gKF、8～12gNa2SiO3和0～20g氧化石墨烯。3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，氧化石墨烯经超声分散在电解液中。4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，在300-500W的功率下超声10-15min。5.根据权利要求1所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，步骤2)中微弧氧化的具体参数为：采用恒压模式，终止电压为410～425V，频率为400～600Hz，占空比为10％～20％，时间为20～40min。6.根据权利要求1所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，步骤2)中的轻合金基体经以下前处理：依次经400#、600#、800#和1200#的砂纸打磨，经离子水和乙醇清洗后烘干。7.一种根据权利要求1-6任一项所述制备方法得到的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层。8.根据权利要求7所述的氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层，其特征在于，氧化石墨烯填充在微弧氧化膜层的孔隙中，氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的摩擦系数小于相应的微弧氧化膜层的摩擦系数。2CN112160008A说明书1/4页一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于复合膜层领域，尤其是一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法。背景技术[0002]钛合金因其质量轻、比强度高、耐蚀性强、热稳定性好等优点，在生物医疗、航空航天、船舶制造业等领域有着广泛的应用。由于钛合金自身较低的塑性剪切抗力和较弱的加工硬化能力从而导致其耐磨性能较差，因此钛合金需要表面处理以提高钛合金的摩擦性能。[0003]目前，微弧氧化处理作为一种简单环保的表面处理工艺，已经应用于多种轻金属的表面改性中。微弧氧化处理所得到的陶瓷膜层硬度高并具有良好的耐蚀性。，但是形成的陶瓷膜层表面有大量的微孔结构和裂纹，陶瓷膜层的粗糙度较大，摩擦性能欠佳。经后处理封孔的微弧氧化膜层，减摩及耐磨性能虽有提高，但因封孔剂靠物理吸附力黏着在膜层表面无法长久存留，限制服役时间。发明内容[0004]本发明的目的在于克服钛合金经微弧氧化处理所得到的陶瓷膜层粗糙度大的缺点，提供一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层及其制备方法。[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：[0006]一种氧化石墨烯自封孔的微弧氧化膜层的制备方法，包括以下步骤：[0007]1)配制含有氧化石墨烯的电解液；[0008]2)将轻合金基体置于电解液中进行微弧氧化，得到氧化石墨烯封孔的陶瓷膜层。[0009]进一步的，在步骤1)中的电解液pH为10-11；[0010]每1升电解液中，含有2～6gKF、8～12gNa2SiO3和0～20g氧化石墨烯。[0011]进一步的，在步骤1)中，氧化石墨烯经超声分散在电解液中。[0012]进一步的，在300-500W的功率下超声10-15min。[0013]进一步的，步骤2)中微弧氧化的具体参数为：[0014]采用恒压模式，终止电