[发明专利]SiC增强金属基复合材料的表面处理方法及表面涂层

说明书

技术领域

本发明涉及SiC增强金属基复合材料的表面处理技术领域，尤其涉及一种SiC增强金属 基复合材料的表面处理方法及表面涂层。

背景技术

SiC增强金属基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量和耐磨性，还具有较 低的热膨胀系数，在航空航天、汽车发动机、精密仪表、电子封装、体育器材等方面有着 广泛的应用前景。采用SiC对金属基复合材料进行增强虽然可以使材料的很多性能得到提 升，但同时也降低了材料组织的均一性，从而会使材料耐蚀性能大幅下降，因此对SiC增 强金属基复合材料进行有效的表面处理，以提升耐腐蚀、耐磨损和耐高温氧化性能显得尤 为重要。

SiC/Al复合材料是极具代表性的SiC增强金属基复合材料。目前，对SiC/Al复合材料 进行表面处理的方法主要包括微弧氧化、阳极氧化、化学钝化、有机涂层等，但微弧氧化、 阳极氧化、化学钝化，这几种表面处理方法所制备出的表面保护膜普遍存在耐腐蚀能力不 佳、附着力差、易于受到破坏等问题，而现有的有机涂层会严重影响SiC/Al复合材料的导 热和导电性能。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种SiC增强金属基复合材料的表面 处理方法及表面涂层，能够在SiC增强金属基复合材料的表面制备出附着力好的表面涂层， 不仅可以对SiC增强金属基复合材料提供良好的防护性能，而且不会影响SiC增强金属基复 合材料的导热和导电性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种SiC增强金属基复合材料的表面处理方法，包括以下步骤：

步骤A、将24～30质量份的水溶性硅酸盐、1～5质量份的硅烷偶联剂、3～10质量份 的三聚磷酸铝、8～25质量份的水溶性钼酸盐与64～82质量份的去离子水混合，得到复合 硅溶胶粘结剂；

步骤B、将15～30质量份的片状金属粉加入到20～50质量份的有机醇溶剂中，并在搅 拌状态下依次加入3～6质量份的硅烷偶联剂、2～6质量份pH＝8～11的氨水、1～3质量份 的乳化剂、0.5～1.2质量份的流平剂、0.2～0.4质量份的增稠剂，充分分散，得到膏状混 合物；其中，所述的片状金属粉为锌粉、铝粉、镁粉、锌铝合金粉或锌镁合金粉中的至少 一种；所述的有机醇溶剂为聚乙二醇、丙三醇、乙二醇或二丙二醇中的至少一种；

步骤C、在40～50℃的水浴条件和搅拌状态下，向步骤B制得的膏状混合物中加入步 骤A制得的复合硅溶胶粘结剂，并充分分散，得到涂覆液；其中，膏状混合物与复合硅溶 胶粘结剂的混合比例为：每35～50质量份的膏状混合物中加入50～65质量份的复合硅溶胶 粘结剂；

步骤D、将步骤C制得的涂覆液涂覆到SiC增强金属基复合材料的表面，并在250～350 ℃下进行烘干处理，从而在SiC增强金属基复合材料的表面制备出表面涂层。

优选地，所述SiC增强金属基复合材料中的金属为铝、铜、钛、铝合金、铜合金或钛 合金。

优选地，所述的硅烷偶联剂为KH550，KH560或KH570中的至少一种；所述的乳化剂 为壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的流平 剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；所述的增稠剂为羟乙基纤维素。

优选地，所述的水溶性硅酸盐为硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾或硅酸季铵盐；所述的水溶 性钼酸盐为钼酸钠、钼酸锂、钼酸钾、钼酸铵或钼酸镁。

优选地，在步骤B中，氨水加入后，先搅拌至少5小时，再依次加入乳化剂、流平剂和 增稠剂，然后再分散至少3小时，得到膏状混合物。

一种SiC增强金属基复合材料的表面涂层，采用上述上述技术方案中所述的SiC增强金 属基复合材料的表面处理方法在SiC增强金属基复合材料的表面制备而成。