本發明提供了一種金屬涂層材料，通過浸泡氯化鈹和水熱表面改性，在鋁材表面形成微納米的含氟的鈹鋁氫氧化物層，然后通過陽極氧化和微弧氧化處理，有效的在陽極氧化膜中增加鈹的氧化物，進而獲得低孔隙率的氧化膜，其耐腐蝕性優良。

技術領域

本發明涉及一種金屬涂層材料，尤其涉及一種高致密，耐腐蝕的鋁合金制備方法。

背景技術

材料表面處理技術就是通過各種方法對材料表面進行處理，在材料表面生成一層保護膜，使材料獲得一些希望能夠得到的性能，如裝飾性、光電磁特性、較好的耐磨性和耐腐蝕性等，使材料能夠擁有更長的使用壽命和更大的應用范圍。在材料表面生成保護膜的過程中會涉及到物理、材料、化學、微電子學等學科，機理十分復雜，應用也非常廣泛。材料表面處理技術從最初的改善材料的耐磨性和耐腐蝕性，發展到如今的在提高材料耐磨性和耐腐蝕性的基礎上，給予材料更新、更強大的功能。

鋁及其合金表面處理的主要目的是要解決或者提高其裝飾性、功能性和防護性等方面的問題。鋁合金裝飾性的主要目的是從其美觀性出發，提高材料自身的外觀品質。功能性的主要目的是指賦予鋁合金材料新的功能(如光電功能、電磁功能等)，使之用途更加廣泛。鋁容易發生腐蝕，因此，防護性的主要目的是防止鋁腐蝕，保護鋁基體。

陽極氧化反應過程中包含著膜的生成與膜的溶解。陽極氧化時，首先在陽極鋁表面上生成附著性較良好的非導電性薄膜，這層薄膜由致密無孔的非晶態氧化物組成，稱為阻擋層。伴隨著氧化物薄膜的繼續生長，多孔型膜的各個面上發生化學溶解與電化學溶解而形成的局部溶解。當膜的生成速率大于膜的溶解速率時，氧化膜的厚度就能獲得增長，當兩者速度相等時，陽極氧化膜厚度會達到一穩定值。而當氧化膜的生長速度降低到小于等于氧化膜的溶解速度時，陽極氧化膜的厚度將不再增長。所以要制備性能優良的陽極氧化膜就必須控制住陽極氧化膜的生長速度與氧化膜溶解速度之間的動態平衡關系。在陽極氧化膜制備的過程中，通過控制電解液體系、操作條件、以及氧化參數，就能控制氧化膜的結構從而影響其使用性能。

微弧氧化陶瓷成膜技術 (又稱等離子體微弧氧化、陽極火花沉積、微等體氧化或者是火花放電陽極氧化)的提出與研究，對提高金屬的耐磨性耐腐蝕性指出了一個全新的方向。簡單的說，就是將鋁，鈦，鋯，鎂，鉭等一些有色金屬或者是這些金屬的合金垂直置入已經配制好的電解質水溶液中，然后選用不銹鋼夾具或者鋁線將其與微弧氧化電源相連接，調節不同的電參數(如電流密度，脈沖頻率，占空比等)，當微弧氧化電源向這些金屬或其合金供電時，它們的表面會發等離子化學、電化學、結晶學和熱化學氧化反應，繼而在原位生長出一層氧化物絕緣陶瓷膜。

微弧氧化的基本原理是將待處理閥金屬作為陽極，另一裝有電解液的金屬(如不繡鋼)作為對陰極。接通電源過后，陽極金屬表面由于氧化作用而迅速形成金屬氧化物薄膜，該氧化物絕緣并成為試驗后期微弧氧化發生的一個必要條件。

當陰陽兩極之間的電壓超過閥金屬的闊值電壓范圍，陽極絕緣膜的薄弱處被擊穿，微弧放電發生，并伴隨發生復雜的物理化學反應，試驗過程中可以觀察到無數細小的白色火花。隨電源電壓不斷升高，微弧放電斑點不斷增大，火花顏色不斷加深，最后成為橘紅色的弧斑。隨著微弧氧化繼續進行，陽極表面上游動的弧斑數量不斷減少，弧斑的跳躍頻率也不斷降低，直到最后弧斑消失。由于電擊穿現象總是在氧化膜較為薄弱的位置發生，故氧化物絕緣膜被擊穿后，新的氧化膜層迅速在擊穿部分形成，擊穿部位隨即發生變化，其他相對薄弱區域接替被擊穿，因此最終得到均勻致密的氧化膜層。

鈹作為一種鋁合金材料改性元素，能夠顯著改善鋁材的物化性能，且在表面處理過程中，合金中的鈹元素在陽極氧化膜或者微弧氧化膜中都有細化孔道，降低孔隙率進而顯著改善氧化膜的耐腐蝕作用，但是現有技術中，向獲得微量鈹改性的鋁材氧化膜，主要是通過在鋁材制備過程中加入金屬鈹或者氧化鈹，通過粉末冶金工藝制備鈹鋁合金，暫無其他工藝獲得含鈹氧化膜。

發明內容