[发明专利]一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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：所述自组装溶质与有机镀膜电解质具有匹配关系；所述自组装溶质硫醇硅烷有机化合物盐为含有三嗪硫醇硅烷有机化合物盐，所述有机镀膜电解质硫醇有机化合物盐为三嗪硫醇有机化合物盐。

3.根据权利要求2所述的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：所述三嗪硫醇硅烷有机化合物盐是指分子式为C₃N₃S₂HNa-NH(CH₂)₃-Si(OC₂H₅)₃，三嗪硫醇有机化合物盐是指分子式为C₃N₃S₂HNa-N(CH₂CH＝CH₂)C₂H₄(CF₂)₇CF₃。

4.根据权利要求1所述的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：所述金属材料为钛合金、铝合金、NdFeB永磁材料、镁合金或低碳钢。