背景技術
鎂合金是應用在現代工業合金中比重最輕的一種合金,它具有比強度高、彈性模量大、消震性好、承受沖擊載荷能力好、電磁屏蔽性好的特點,主要應用在導彈導引系統、起落輪轂、發動機機殼、手機殼等航空、航天、運輸、電子工業領域。由于鎂合金的這些優良特性,國際上對鎂合金的消耗日益增加,世界各國對鎂及其合金的開發研究也在積極進行。我國鎂資源蘊藏豐富,近年來我國開始重視研究開發鎂產品的成型及表面處理工藝。
發光材料具有發光光譜帶窄、色純度高、色彩鮮艷、光吸收能力強、轉換效率高、發射譜帶分布區域寬、熒光壽命長且可承受大功率電子束、高能輻照等諸多優點。正是由于這些優異的光學性能,發光材料被廣泛應用于照明、顯示、固體激光器、光通訊、光存儲以及生物醫學成像、診斷與治療等諸多領域。
微弧氧化工藝是近年來發展起來的一種有色金屬(如鋁、鎂、鈦等)表面處理工藝,尤其是從二十世紀九十年代開始,該工藝已成為國內學術界的研究熱點,并且逐漸得到產業界的認可。尤其是鎂合金表面微弧氧化處理,由于微弧氧化陶瓷膜具有較高硬度、較好的抗擦傷及抗腐蝕性能,使該技術廣泛地應用于鎂合金產品的表面處理上。特別是陶瓷膜表面均勻分布著大量盲性微孔,能夠增加鎂合金產品的后續裝飾涂層與陶瓷膜的結合強度。
目前,隨著鎂合金應用范圍的不斷推廣,對鎂合金微弧氧化制備的陶瓷膜的性能要求也不斷提高,鎂合金微弧氧化產品應用于日常生活、道路交通、裝飾美化等方面的要求也日益提高。然而,現有技術鮮有將鎂合金微弧氧化產品與發光材料結合的研究,缺少生產既有良好耐磨耐蝕性能又有顯著熒光效應的鎂合金微弧氧化產品。
具體內容
所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足,提供一種鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法。該方法通過在微弧氧化電解液中加入能夠電離出鍶離子的氫氧化鍶和能夠促使氫氧化鍶更好的均勻分散于電解液中的分散劑十二烷基硫酸鈉,在鎂或鎂合金表面制備長余輝發光陶瓷膜。氫氧化鍶能夠在微弧氧化處理時微等離子體弧光放電過程中,在鎂或鎂合金表面發生反應轉化成熒光物質鋁酸鍶,鋁酸鍶在高能反應的瞬間與陶瓷膜燒結成一體而成為陶瓷膜中的組份之一,使陶瓷膜除了具有長余輝發光特性外,還具有結合緊密、不易脫落的優點。
為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:一種鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
步驟一、以水為溶劑配制電解液,每升電解液中含鋁酸鈉45g-55g,焦磷酸鈉35g-45g,磷酸二氫鈉40g-45g,氫氧化銀12g-15g,十二烷基硫酸鈉18g-22g,攪拌均勻后將電解液置于電解槽中;
步驟二、將待處理的鎂或鎂合金置于步驟一所述電解液中作為陽極,不銹鋼板作為陰極,控制電解液的溫度為5℃-10℃,采用脈沖式微弧氧化電源,調節脈沖頻率為300Hz-1000Hz,占空比為5%-45%,在電壓為350V-550V的條件下恒壓電解1Omin-40min,在鎂或鎂合金表面生長一層均勻的長余輝發光陶瓷膜。
上述的鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法,其特征在于,步驟一中每升電解液中含鋁酸鈉48g-52g,焦磷酸鈉38g-42g,磷酸二氫鈉40g-42g,氫氧化銀13g-14g,十二烷基硫酸鈉19g-20g。
上述的鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法,其特征在于,步驟二中所述脈沖頻率為450Hz-500Hz。
上述的鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法,其特征在于,步驟二中所述占空比為10%-20%。
上述的鎂或鎂合金表面微弧氧化制備長余輝發光陶瓷膜的方法,其特征在于,步驟二中所述電壓為450V-500V。
與現有技術相比具有以下優點:
1、該方法通過在微弧氧化電解液中加入能夠電離出鍶離子的氫氧化鍶和能夠促使氫氧化鍶更好的均勻分散于電解液中的分散劑十二烷基硫酸鈉,在鎂或鎂合金表面制備長余輝發光陶瓷膜。氫氧化鍶能夠在微弧氧化處理時微等離子體弧光放電過程中,在鎂或鎂合金表面發生反應轉化成熒光物質鋁酸鍶,鋁酸鍶在高能反應的瞬間與陶瓷膜燒結成一體而成為陶瓷膜中的組份·之一,使陶瓷膜除了具有長余輝發光特性外,還具有結合緊密、不易脫落的優點。
2、本發明通過在微弧氧化電解液中添加氫氧化鍶并調整配方確保電解液中無沉淀物產生,在鎂或鎂合金表面制備長余輝發光陶瓷膜,制備的陶瓷膜具有極強的吸光、蓄光、發光能力。陶瓷膜吸收各種可見光后在暗處可持續12h以上散發余光,其發光強度和持續時間是硫化鋅熒光材料的數十倍,而且材料本身無毒無害,不含任何放射性元素,穩定性和耐久性優良,吸光和發光過程可重復,低度照明和指(顯)示作用良好,應用范圍廣。
3、本發明通過在電解液中加入分散劑十二烷基硫酸鈉,促使氫氧化鍶更加均勻分散于電解液中,進而提高微弧氧化形成陶瓷膜中反應生成熒光物質鋁酸鍶的含量,制備出熒光效應理想的陶瓷膜。
4、采用本發明制備的陶瓷膜中的熒光物質鋁酸鍶是利用鋁酸根離子、鍶離子在微弧放電的高溫高壓條件下反應生成,因此該陶瓷膜中熒光物質與膜層結合緊密,不易脫落,即使在戶外等惡劣使用條件下也不會影響其熒光效果。
5、本發明的方法簡單高效,電解液成分綠色環保;另外本發明的方法對鎂或鎂合金的材質、形狀、尺寸等無特殊要求,因此該工藝具有良好的通用性。