宁波材料所铝合金表面防护技术研究获进展

　　铝合金密度小、强度高、导电导热性能优良、塑性和成型性好、易加工，被广泛应用于航空航天、军工、建筑、汽车、船舶等领域中。然而铝合金的硬度偏低，耐磨性差，耐腐蚀性较差，限制了其应用。因此，需要对铝合金的表面进行特殊处理而形成防护膜层，提高其抗蚀耐磨性能。改善铝合金表面耐磨和耐腐蚀性最有效的方法是在其表面制备一层薄膜，利用薄膜在铝合金基体和外界环境之间形成的屏障，有效地保护铝合金，扩展它的应用范围。随着现代工业的高速发展，对铝合金的表面要求越来越高，一些成本低、污染少，能满足特殊条件要求的铝合金表面处理技术将受到人们的极大关注。

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所乌学东研究团队将化学刻蚀和化学修饰有机结合起来，在铝合金表面成功制备了具有优异防护性能的薄膜。随着刻蚀时间的增加，样品表面粗糙度先增大后减小，在刻蚀时间为2min时，表面的微纳二元结构的比例达到最优。经OTS和PFDS修饰过的铝合金的耐蚀性能最佳，有着很小的腐蚀电流密度和较高的腐蚀电位。这主要是由于薄膜疏水，可以有效地阻隔水以及其他腐蚀介质的渗入，因而耐蚀性能得到了提高。经OTS修饰过的样品的摩擦学性能也最优，摩擦系数很小且在刻蚀时间为2min时磨损率很小可以忽略不计，这是由于OTS里的长链和非极性端甲基基团的存在有效地分散摩擦过程中传导过来的机械能，因而摩擦学性能得到了很大的提高。

　　该研究中铝合金表面防腐耐磨涂层耐摩擦性能优异，防腐性能优良，充分利用了铝合金表面形貌设计与有机防护涂层构筑协同防腐耐磨的作用，起到了1+1>2的防腐耐磨效果；稳定性高，且制备工艺简单、重复性好，原料廉价易得，成本低廉，且对基底材料的形状没有限制，适用于较大面积的铝合金的表面处理，具有很好的应用前景。

　　上述研究结果发表于英国皇家学会期刊RSC Advance, 4(2014)60307-60315，已申请国家发明专利一项（20141042642.X）。上述研究工作得到了国家重点基础研究发展“973”计划（2014CB643305）、浙江省创新团队（2011R50006）等项目的资助。

　　化学刻蚀法制备的具有不同类型微纳二元结构的铝合金表面

　　形貌和化学组分对铝合金表面腐蚀行为和摩擦行为的影响规律