[发明专利]电沉积法在导体表面制备超疏水镀层

说明书

本发明介绍一种在导体基体表面上制备超疏水防护镀层的方法。其步骤为先将蒸馏水置于容器中加热，将温度控制在30～60℃，依次加入与第一层镀层材料同种的金属盐溶液，pH缓冲剂和添加剂，充分溶解搅拌均匀，将pH控制在3～5，得到溶液I；同样，将蒸馏水置于容器中加热，将温度控制在30～60℃，依次加入与第二层镀层材料同种的金属盐溶液，含NH₄Cl等带NH₄⁺的盐，pH缓冲剂充分溶解搅拌均匀，将pH控制在3～5，得到溶液II；实验中，将导体基材作为阴极，将与镀层材料同种的金属导电棒为阳极。通电，先将上述溶液I经过阳极喷嘴喷射到阴极表面进行沉积，然后清洗工件；随后更换镀槽和溶液II，进行第二步沉积。沉积完成后将已加工的工件分别用蒸馏水和酒精洗净超声清洗，干燥后形成超疏水涂层。本发明可在任意导电的基体(如：镍、铜、铝等)或经导电化处理的非导体基体(如陶瓷等)表面制备超疏水涂层。通过此方法制备的超疏水涂层可应用于舰船表面、电子元器件、特定容器、微流体系统等领域。

技术领域

本发明涉及一种电沉积加工技术，尤其是涉及两步喷射电沉积法制备超疏水镀层的方法。

背景技术

超疏水表面一般是指水的接触角大于150°，滚动角小于10°。超疏水表面具有防雪、防水、防雾、防污染、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及等重要特点，在科学研究和生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。超疏水技术对于建筑工业、汽车工业、金属行业等的防腐防锈及防污也很有现实意义。

许多金属基体表面(如钛合金、铝合金、不锈钢等)具有耐磨性差，易发生接触腐蚀，焊接困难，导电、导热性差等缺点，严重制约了其应用。因此有必要对其进行一定的表面处理，以扩大其应用范围和提高使用寿命。

喷射电沉积作为局部电化学沉积的一种，大大改善了电解液的流动性，具有电流密度大、电流效率高、定域性强、工艺简单、成本低等优点，在喷射电沉积加工过程中，电解液以高速射流的形式喷向阴极进行电沉积，这种强烈紊流形式的流动，加快了溶液的搅拌速度，降低了扩散层的厚度，增强了电化学极化，极大地提高了极限电流密度，可以以远高于其它电沉积工艺的电流密度进行，金属沉积速度大大提高，实现更高效率的局部电沉积。配合喷射前处理技术，从而可以快速制备超疏水防护镀层，以提高其应用范围和提高使用寿命。

发明内容

本发明是通过电沉积方法，在导体表面，使用简单的两步喷射电沉积工艺，制备出超疏水防护镀层。

本发明采用下列技术方案：

电沉积法在导体表面制备超疏水防护镀层的方法，其步骤是：

1、工件预处理：对导体表面进行处理，使其表面获得一定的清洁度和合适的粗糙度；然后分别用去离子水和无水乙醇超声清洗，接着用去离子水洗净，吹干，得到经过处理的工件；

2、配置电镀液：将与欲制备的第一镀层材料同种的金属盐，pH缓冲剂和添加剂溶剂放置于容器中，加入蒸馏水，充分搅拌震荡均匀，作为第一步电镀液，称之为溶液I；将与欲制备的第二镀层材料同种的金属盐，含NH₄⁺的盐(如NH₄Cl等)，pH缓冲剂溶剂放置于容器中，加入蒸馏水，充分搅拌震荡均匀，作为第二步电镀液，称之为溶液II；

3、将经过处理的工件作为阴极，将与镀层材料同种的金属导电棒作为阳极，先使用溶液I先进行电镀，电镀完成后清洗工件并更换镀槽和溶液，然后使用溶液II进行电镀，完成后将阴极工件镀层洗净、吹干，获得超疏水功能的镍镀层。

优先地，在步骤1中，基体表面粗糙度应达到Ry60～100μm。

优先地，在步骤2中，电镀液的pH控制在3.9～4.1。

优先地，在步骤3中，电镀过程中溶液I的温度控制在50～55℃；溶液II的温度控制在55～60℃

本发明具有如下有益效果：