[发明专利]一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法，该方法包含：将铝和锌分别于150～170℃下进行保温，保温结束后，把铝进行熔炼，锌加入铝熔液中混合，锌熔化后保温，得到Al‑Zn合金熔液；当Al‑Zn合金熔液温度为600～640℃且呈半固态时，将于300～410℃真空条件下保温的镁合金插入Al‑Zn合金熔液中，并将温度降至390～410℃时保温，再升温至600～640℃使Al‑Zn合金熔液呈半固态，取出镁合金，表面处理，使表面光滑，然后将其于50～70℃在镀铜液中电镀，得到镀铜/石墨烯的镁合金复合材料。本发明的方法工艺简单，实现了在镁合金预制的中间层上直接电镀，获得耐磨耐腐蚀的镀层。

技术领域

本发明涉及一种镁合金复合材料，具体涉及一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法。

背景技术

镁合金具有密度低，质量轻，比强度刚，比弹模量大，散热性好，减震性好等优点，广泛的应用于航空、航天、国防、军事、汽车、3C制品等领域，被誉为“21世纪绿色工程材料”。但是，镁合金常常存在耐腐蚀性能差和耐磨性能差等缺点，大大限制其应用及发展。

针对镁合金耐腐蚀性能和耐磨性能差等问题，一般采用的方法是对其表面进行改性处理。目前，常用的表面改性技术有化学转化处理、电镀、化学镀、阳极氧化、微弧氧化、激光表面处理、热喷涂、有机涂层以及固态热扩渗技术等。其中，电镀铜和石墨烯是有效提高镁合金表面耐腐蚀性能的一种方法，镁合金表面电镀铜和石墨烯后所获得的镀层具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性、抗电磁干扰性能以及导电性能，因此航空、航天、汽车、3C制品和器材类厂家对镁合金电镀件有很大的需求。但是，由于镁合金的电位比铜低，直接在其表面电镀铜和石墨烯难度很大。

镁合金表面电镀铜和石墨烯工艺的关键是对镁合金进行镀前处理，需要在镁合金表面先得到过渡层。目前，采用电镀铜和石墨烯预先在镁合金表面获得预镀层的方法有：

(1)浸锌处理，这是镁合金电镀铜和石墨烯所要得到预镀层最常用的方法。首先，将镁合金先进行浸锌处理，再进行电镀铜和石墨烯，这种方法工艺复杂，采用的化学试剂较多，污染大，在活化和浸锌过程中，需要使用氰化物或氟化物，对人体健康和环境造成一定的影响，而且浸Zn层效果不易控制，容易造成不均匀，多孔，结合力差等缺陷；

(2)对经过酸洗、碱洗与活化处理后的镁合金进行化学镀镍处理，将化学镀镍后的镁合金再进行电镀铜和石墨烯，这也是目前镁合金镀铜和石墨烯前处理用得较多的一种，但是此种工艺也较复杂，成本高；

(3)先将镁合金进行氧化处理，在氧化层中涂以导电树脂后再进行电镀，从成本和效率角度，不适宜大批量生产；

(4)将镁合金置于多巴胺溶液中浸泡，通过多巴胺的自聚合组装，在镁合金表面获得聚多巴胺涂层。

上述方法，工艺复杂，大多经历机械打磨、除油、酸性浸蚀、活化、预制中间层和施镀等，且酸洗中常用硝酸，活化中常用氢氟酸，对环境造成污染，对于获得的中间过渡层，还需对其进行敏化、活化等操作，提高了成本，且对后续的工艺也带来很多影响。而且，先在镁合金表面所获得的预处理层效果不好，缺陷较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法，该方法解决了现有在镁合金表面镀铜和石墨烯工艺复杂的问题，工艺简单，实现了在镁合金预制的中间层上直接电镀，获得耐磨耐腐蚀的镀层。

为了达到上述目的，本发明提供了一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料的制备方法，该制备方法包含：

将铝和锌分别于150～170℃下进行保温，待保温结束后，把铝进行熔炼，把锌加入铝熔液中混合，锌熔化后保温，得到Al-Zn合金熔液；