专利名称：在镁锂合金表面组装纳米氧化锌的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种材料的表面处理方法，特别是一种镁锂合金的表面处理 方法。(二) 背景技术近几年来，国内外的科技人员对Mg-Li合金进行了较广泛的研究。Mg-Li 合金因其优异的性能，在各个领域受到广泛关注，被誉为21世纪最有发展潜力 的绿色材料。它具有较高的强度、韧性和塑性，是航空航天领域最有前途的材料。 Mg-Li合金具有令人羡慕的优点(低密度、高比强度、良好塑性等)，但同时又 存在一些缺点(热稳定性差、耐蚀性能差等)。国内外的研究多侧重于合金设计 和提高铸造条件，降低杂质含量，添加合金元素，制造高纯镁合金和高温耐蚀镁 合金，而在合金的表面组装氧化物，研究Mg-Li合金对氧化物的影响，制备出具 有特殊结构和形貌氧化物的研究至今尚未见报道。Mg-Li合金表面具有一定的活 性，尤其是Li元素较为活泼，可以和某些元素发生氧化还原反应。在Mg-Li合 金表面组装氧化物可能会使氧化物的形成机理、产物的形态发生变化，得到与普 通氧化物不同的新型氧化物。(三) 发明内容本发明的目的在于提供一种能在镁锂合金表面形成结晶度较好的氧化锌层 的在镁锂合金表面组装纳米氧化锌的方法。 本发明的目的是这样实现的1、 Mg-Li合金表面的预处理先把Mg-Li合金切割成小片，用砂纸打磨合金，直至其表面光亮、平整，将 打磨好的Mg-Li合金用蒸馏水冲洗后，放入丙酮中，超声处理15-20分钟后取出 并用蒸馏水冲洗，然后进行碱洗除油、蒸馏水冲洗，再浸入到60 g/L的铬酐溶 液中3 4min，取出并用蒸馏水冲洗备用；2、 Mg-Li合金表面Zn0的组装首先配制0.03mol/L的硝酸锌溶液，然后在磁力搅拌器的作用下逐滴加入氨 水，调整溶液pH=9.00-9.05，搅拌，把预处理过的镁锂合金放入溶液中，在55-60°C 温度下反应10-14小时后取出合金，用无水乙醇冲洗并吹干。本发明考虑了影响氧化物组装的各种因素。由于镁、锂都是非常活泼的金属， 极易和酸发生反应，本发明选择了严格的溶液pH值控制范围；晶体的形成也受 温度的影响，本发明选择了适当的温度控制范围，确定了最佳的反应温度；反应时间决定所生成氧化物膜的致密程度及是否均匀，本发明通过不同的实验选择 了反应时间及最佳反应时间。此外，所用反应液的浓度及阴离子种类也对氧化物 的组装起到了一定的影响。本发明在充分研究了这些因素的基础上，通过大量实 验确定了最佳的实验条件。采用本发明的方法得到的在镁锂合金表面组装纳米氧化锌后的产物，经X 射线衍射分析确定了氧化锌的结构如图3所示。扫描电子显微镜观察了氧化锌的 形貌如图4所示。证明在pH-9.03，反应时间为12h时，反应温度T-6(TC时， 合金表面的氧化锌结晶度较好，形貌为花儿形团簇状。
图1是Mg-Li合金表面的预处理工艺流程图； 图2是Mg-Li合金表面ZnO的组装流程图；图3是两种氧化剂作用下合金表面氧化锌XRD衍射图，其中l.普通氧化 锌2.镁锂合金基体3.两种氧化剂下样品1 4.单一氧化剂下样品2;图4是常温下、放大倍数10000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电镜图； 图5是常温下、放大倍数15000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电镜图； 图6是6(TC水浴下的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电镜图； 图7是7(TC水浴下的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电镜图； 图8是NaOH作用下、放大倍数10000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电 镜图；图9是NaOH作用下、放大倍数30000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电 镜图；图10是添加H202后、放大倍数10000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电 镜图；图11是添加H202后、放大倍数30000的镁锂合金表面组装的氧化锌扫描电 镜图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 1、 Mg-Li合金表面的预处理先把Mg-Li合金切割成小片，依次用60(W、 800#砂纸和1200#砂纸上打磨合 金，直至其表面光亮、平整，将打磨好的Mg-Li合金用蒸馏水冲洗后，放入丙酮 中，超声处理15分钟后取出并用蒸馏水冲洗，然后进行碱洗除油、蒸馏水冲洗， 再浸入到60 g/L的铬酐溶液中3 4min，取出并用蒸馏水冲洗备用；2、 Mg-Li合金表面ZnO的组装首先配制0.03mol/L的硝酸锌溶液，然后在磁力搅拌器的作用下逐滴加入氨 水，调整溶液pP^9.03，搅拌，把预处理过的镁锂合金放入溶液中，在60'C温度 下反应12小时后取出合金，用无水乙醇冲洗并吹干。
权利要求
1、一种在镁锂合金表面组装纳米氧化锌的方法，其特征是(1)、Mg-Li合金表面的预处理先把Mg-Li合金切割成小片，用砂纸打磨合金，直至其表面光亮、平整，将打磨好的Mg-Li合金用蒸馏水冲洗后，放入丙酮中，超声处理15-20分钟后取出并用蒸馏水冲洗，然后进行碱洗除油、蒸馏水冲洗，再浸入到60g/L的铬酐溶液中3～4min，取出并用蒸馏水冲洗备用；(2)、Mg-Li合金表面ZnO的组装首先配制0.03mol/L的硝酸锌溶液，然后在磁力搅拌器的作用下逐滴加入氨水，调整溶液pH＝9.00-9.05，搅拌，把预处理过的Mg-Li合金放入溶液中，在55-60℃温度下反应10-14小时后取出合金，用无水乙醇冲洗并吹干。
2、 根据权利要求1所述的在镁锂合金表面组装纳米氧化锌的方法，其特征 是所述的在Mg-Li合金表面ZnO的组装的最佳反应条件为pH=9.03，反应时 间为12小时，反应温度为60°C。
全文摘要
本发明提供的是一种在镁锂合金表面组装纳米氧化锌的方法。先把Mg-Li合金切割成小片，用砂纸打磨合金，直至其表面光亮、平整，将打磨好的Mg-Li合金用蒸馏水冲洗后，放入丙酮中，超声处理15-20分钟后取出并用蒸馏水冲洗，然后进行碱洗除油、蒸馏水冲洗，再浸入到60g/L的铬酐溶液中3～4min，取出并用蒸馏水冲洗备用；称取一定质量的锌盐配成所需浓度的溶液，然后在磁力搅拌器的作用下逐滴加入氨水，调整溶液pH＝9.00-9.05，搅拌，把预处理过的镁锂合金放入溶液中，在55-60℃温度下反应10-14小时后取出合金，用无水乙醇冲洗并吹干。本发明的方法在合金表面的氧化锌结晶度较好，形貌为花儿形团簇状。
文档编号C23C18/16GK101158036SQ20071014465
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者宋大雷, 张密林, 景晓燕 申请人:哈尔滨工程大学