一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法，它依次采用自组装分子膜技术和有机镀膜技术的复合工艺，在钛合金、铝合金、NdFeB永磁材料、镁合金或低碳钢表面制备具有减摩抗磨功能的纳米复合膜。所述自组装溶液的溶质是同时含有-SH和-Si(OR)3的硫醇硅烷有机化合物盐，其浓度为0.5～10mmol/L；所述有机镀膜电解质溶液含有-SH的硫醇有机化合物盐0.1～10mmol/L、支持电解质0.1～6mol/L。本发明制备方法工艺简单、操作简便、制备周期短、成本低、复合膜厚度可控且稳定性好。本发明纳米复合膜减摩抗磨性能优异，有望解决微/纳机电系统中材料的摩擦学问题，易于工业化。

主权项

一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法，其特征在于：该方法依次采用自组装分子膜技术和有机镀膜技术的复合工艺，在金属材料表面制备具有减摩抗磨功能的纳米复合膜，其步骤及工艺条件如下：步骤一：金属材料表面自组装分子膜的制备(1)配制自组装溶液自组装溶剂是按乙醇和蒸馏水体积比9～8∶1～2配制而成；自组装溶质是同时含有‑SH和‑Si(OR)3的硫醇硅烷有机化合物盐，其浓度为0.5～10mmol/L；自组装溶液在常温下水解3～10天；(2)自组装①采用等离子体或碱溶液进行羟基化处理；②将经羟基化处理后的材料放入自组装溶液体系，在常温下进行自组装，自组装时间为30min～24h；③自组装完毕，经清洗后，放入干燥箱中，在80～150℃下干燥15min～5h，即在材料表面生成自组装分子膜；步骤二：有机镀膜复合处理(1)配制有机镀膜电解质溶液有机镀膜电解质溶液是由蒸馏水配制而成，含有有机溶质0.1～10mmol/L、支持电解质0.1～6mol/L；所述有机溶质为含有‑SH的硫醇有机化合物盐，支持电解质是指NaOH或Na2CO3；(2)有机镀膜将表面具有疏水自组装分子膜的材料，直接以三电极方式放入上述电解质溶液中进行有机镀膜，即获得纳米复合膜；所述有机镀膜采用恒电流法或采用循环伏安法；所述恒电流法有机镀膜工艺条件：电流密度为0.5～10mA/cm2，镀膜时间为5～90min，镀膜温度为常温；所述循环伏安法有机镀膜工艺条件：起始电位为开路电位，终止电位为1.0～8.0V，循环扫描速率为5～50mV/s，循环次数为1～10次，镀膜温度为常温。