一種微弧氧化電解液新型節能混合添加劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及材料科學領域，尤其是一種微弧氧化電解液新型節能混合添加劑及其 應用。
【背景技術】
[0002] 微弧氧化技術是指在鋁、鎂、鈦等輕金屬及其合金表面原位生長陶瓷層的一種新 技術，目前已成為國內外研宄熱點之一。采用該技術在輕金屬及其合金表面制得的膜層與 基體結合牢固、結構致密，從而改善其表面硬度、耐磨及耐蝕等性能，使得鋁、鎂、鈦等輕金 屬及其合金的應用范圍得以拓展。
[0003] 微弧氧化是一種環境友好型方法，能提高金屬材料的硬度、耐磨性能和耐腐蝕性 能等，但其反應過程中高的能量消耗，限制了其在工業中的廣泛應用。為解決微弧氧化過程 的能耗問題，研宄者主要集中探索電參數和電解液成分對其影響。通過改變微弧氧化電解 液的成分不僅可以改善膜層的結構和性能，還可以解決能量消耗難題。因此，在基礎電解液 中加入添加劑是該領域研宄的主要內容之一，且目前國內外關于向電解液中加入混合添加 劑的研宄報道相對較少。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是：提供一種一種微弧氧化電解液新型節能混合添加劑及其應用， 將其應用于鋁合金零件上，它的加入不僅使微弧氧化生成的陶瓷膜層綜合性能有明顯提 高，還能降低微弧氧化過程的能量消耗，而且環保性好，可以克服現有技術的不足。
[0005] 本發明是這樣實施的：微弧氧化電解液新型節能混合添加劑，按重量份數計算計 算，包括2~5份納米二氧化鈦及0. 4~0. 6份稀土元素添加劑；基礎電解液的組成為10 份硅酸鈉，2份鎢酸鈉，2份氫氧化鈉及4000份蒸餾水。
[0006] 所述的稀土元素添加劑為鑭的化合物。
[0007] 微弧氧化電解液新型節能混合添加劑的應用，按重量份數計算計算，將2~5份納 米二氧化鈦及0. 4~0. 6份硝酸鑭加入到基礎電解液中，基礎電解液的組成為10份硅酸 鈉，2份鶴酸鈉，2份氫氧化鈉及4000份蒸餾水。
[0008] 與現有技術相比，本發明采用納米二氧化鈦及硝酸鑭組成的混合添加劑，將其加 入到以硅酸鹽為主成膜劑的電解液中，可以生成優質的陶瓷膜層。該陶瓷膜層的綜合性能 有明顯改善，硬度高、耐磨損和耐腐蝕性能優異；且其制備過程與一般的微弧氧化過程相 同，操作簡單，無需額外繁瑣工藝；采用該混合添加劑電解液生成的陶瓷膜層不含重金屬或 有害元素，不會損害人體健康和破壞環境，且能夠降低微弧氧化過程的能量消耗。本發明材 料來源廣泛，成本低廉，非常適宜工業化生產。
【具體實施方式】
[0009] 本發明的實施例1 :微弧氧化電解液新型混合添加劑，按重量份數計算，包括3份 納米二氧化鈦及0. 5份稀土元素添加劑；所述的稀土元素添加劑為硝酸鑭。
[0010] 本發明的實施例2 :微弧氧化電解液新型節能混合添加劑的應用，在硅酸鹽基礎 電解液中，加入納米二氧化鈦及稀土元素添加劑，加入后納米二氧化鈦及稀土元素的濃度 分別為3g/L及0. 5g/L，將該配方應用于摩托車柱塞上；硅酸鹽基礎電解液的組成包括10g/ L硅酸鈉，2g/L鎢酸鈉，2g/L氫氧化鈉及2L蒸餾水。比較通過微弧氧化技術處理和普通陽 極氧化處理的柱塞可知，經微弧氧化處理的柱塞，其使用壽命得到提高，比較基礎電解液中 加入混合添加劑和未加添加劑時，制得相同厚度膜層所需的時間和電流變化，由W=UIT，可 計算出能量消耗。
[0011] 為了進一步驗證本發明的實驗效果，將該新型混合添加劑電解液制得的陶瓷膜 層進行性能檢測，并與未加入任何添加劑的基礎電解液制成的膜層做比較，其檢測結果如 下： 微弧氧化膜層性能對比(微弧氧化試驗在自制的微弧氧化設備上進行）：
【主權項】
1. 一種微弧氧化電解液新型節能混合添加劑，其特征在于：按重量份數計算計算，包 括2~5份納米二氧化鈦及0. 4~0. 6份稀土元素添加劑；基礎電解液的組成為10份硅酸 鈉，2份鶴酸鈉，2份氫氧化鈉及4000份蒸餾水。
2. 根據權利要求1所述的微弧氧化電解液新型節能混合添加劑，其特征在于：所述的 稀土元素添加劑為鑭的化合物。
3. -種如權利要求1所述的微弧氧化電解液新型節能混合添加劑的應用，其特征在 于：按重量份數計算計算，將2~5份納米二氧化鈦及0. 4~0. 6份硝酸鑭加入到基礎電解 液中，基礎電解液的組成為10份硅酸鈉，2份鎢酸鈉，2份氫氧化鈉及4000份蒸餾水。
【專利摘要】本發明公開了一種微弧氧化電解液新型節能混合添加劑及其應用。本發明采用納米二氧化鈦及硝酸鑭組成的混合添加劑，將其加入到以硅酸鹽為主成膜劑的電解液中，可以生成優質的陶瓷膜層。該陶瓷膜層的綜合性能有明顯改善，硬度高、耐磨損和耐腐蝕性能優異；且其制備過程與一般的微弧氧化過程相同，操作簡單，無需額外繁瑣工藝；采用該混合添加劑電解液生成的陶瓷膜層不含重金屬或有害元素，不會損害人體健康和破壞環境，且能夠降低微弧氧化過程的能量消耗。本發明材料來源廣泛，成本低廉，非常適宜工業化生產。
【IPC分類】C25D11-06
【公開號】CN104790010
【申請號】CN201510221718
【發明人】張曉燕, 黃鑫, 黃丹, 黃秀, 田琴, 吳德鳳, 高紅選, 鞏向鵬
【申請人】貴州大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月5日