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鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法與流程

文檔序號:12415770閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

S1:將鎂合金表面進行磷酸鹽轉化處理,獲得耐蝕轉化層;

S2:在所述耐蝕轉化層上沉積一層微納米尺度的Si3N4層;

S3:對所述Si3N4層的部分區域進行刻蝕,使得設計區域內(沒被刻蝕)為Si3N4層,設計區域外(被刻蝕)為耐蝕轉化層;

S4:在所述設計區域外的耐蝕轉化層表面制備一層超疏水膜層。

2.根據權利要求1所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,步驟S1具體包括如下步驟:

(1)將鎂合金表面進行預處理;

(2)將預處理后的鎂合金置入由磷酸鹽、高錳酸鉀、檸檬酸鹽、海藻酸鈉、磷酸、去離子水組成的轉化處理液中進行轉化處理,轉化處理液水浴保持溫度在30-45℃,處理時間為15-20分鐘,轉化處理過程中采用多功能恒溫磁力攪拌器進行控溫和攪拌。

3.根據權利要求2所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,所述將鎂合金表面進行預處理的具體操作步驟如下:

(1)先將鎂合金加工成20×20×1mm3的正方體薄片試樣;

(2)依次用400目、800目的耐水砂紙對試樣兩個正方形表面進行粗磨;

(3)依次用1000目、1500目和2000目的耐水砂紙對試樣表面進行細磨;

(4)用金剛石研磨膏對試樣進行拋光;

(5)分別用丙酮和分析純的酒精先后對鎂合金試樣超聲波清洗10分鐘,除去試樣表面的油漬和其他雜質,然后涼風吹干。

4.根據權利要求2所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于:所述磷酸鹽的濃度為90-150g/L,其由質量比為1:1:1的FeHPO4、Zn3(PO4)2和Ca3(PO4)2混合而成;所述高錳酸鉀的濃度為20-60g/L;所述檸檬酸鹽為檸檬酸鉀或檸檬酸鈉,其濃度為0.2~0.35g/L;所述海藻酸鈉的濃度為0.5~1.2g/L;使用所述磷酸將轉化液的pH值調節為6.0-6.5之間。

5.根據權利要求1所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,步驟S2具體為:

采用化學氣相沉積方法,將化學氣相沉積機抽真空至3×10-4-4×10-4Pa后,通入氨氣以及H2和SiH4的混合氣體,其中H2和SiH4的體積比為4:1,氨氣的流量為110mL/min,H2和SiH4的混合氣體流量為105mL/min,溫度設定為280-300℃,沉積的Si3N4層厚度為3000-5000埃。

6.根據權利要求1所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,步驟S3具體包括如下步驟:

(1)首先在Si3N4層表面涂抹一層光刻膠,其中光刻膠類別為AZ4620,旋涂光刻膠,轉速為100-150r/s,在烘膠機上進行烘干2-4分鐘,在曝光機上用掩模板對光刻膠進行對準曝光,最后利用顯影液進行顯影,就得到了所設計區域的光刻膠保護層;

(2)將經上一步驟處理的鎂合金固定在等離子體刻蝕機內部的平臺上,將等離子體刻蝕機抽真空,通入體積比為1:1:1的CF4、C4F8和SF6氣體進行刻蝕,時間為45min-1h,之后在丙酮中清洗掉剩余的光刻膠,就得到了設計區域內為Si3N4層、設計區域外為耐蝕轉化層的鎂合金。

7.根據權利要求1所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于:步驟S4中所述超疏水膜層采用電沉積法制備,具體為:將經步驟S3處理后的鎂合金置于電沉積液中,以此鎂合金作為陰極,鉑電極作為陽極,在10~30V電壓下進行電沉積,電沉積過程中保持溫度在20-30℃,電沉積時間為15-30分鐘。電沉積過程中使用恒溫磁力攪拌器進行恒溫和攪拌處理。

8.根據權利要求7所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于:所述電沉積液由脂肪酸、鈰鹽、乙胺鹽酸鹽、直鏈淀粉和無水乙醇組成,其中脂肪酸的濃度為20-40g/L,鈰鹽的濃度為15-25g/L,乙胺鹽酸鹽的濃度為1.2-1.5g/L,直鏈淀粉的濃度為0.6-0.8g/L。

9.根據權利要求8所述的一種鎂合金親/超疏水區域可控復合膜的制備方法,其特征在于,所述脂肪酸為質量比為1:1.2:1.1:1的直鏈硬脂酸、二十碳烯酸、亞油酸、反式油酸組成的混合物,所述鈰鹽為質量比為0.8:1的Ce(NH4)2(NO3)6和Ce(SO4)2·4H2O的混合物。

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