一種不銹鋼表面納米孔洞的處理液及其應(yīng)用方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種不銹鋼表面納米孔洞的處理液及其應(yīng)用方法，處理液按體積配比的組分包括：去離子水?1000份；有機(jī)酸10—120份；含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液30—230份；KNO3或NH4NO3溶液30—200份。處理液應(yīng)用獲得納米孔洞的方法為：1）金屬表面去離子水超聲波清洗；2）砂紙打磨拋光；3）處理液的溫度和時(shí)間同步控制。所制得的不銹鋼表面納米孔洞結(jié)構(gòu)屬于塑料—金屬一體化復(fù)合成型中的關(guān)鍵性指標(biāo)，為塑料—金屬一體化復(fù)合技術(shù)在承載高載荷的結(jié)構(gòu)件上成為可能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及金屬表面處理技術(shù)，特別是基于NMT(納米注塑技術(shù))技術(shù)的理念，在不銹鋼基體表面上制備出納米孔洞結(jié)構(gòu)，使能夠與塑料不依賴(lài)粘接劑進(jìn)行一體化復(fù)合。具體涉及一種不銹鋼表面納米孔洞處理液及應(yīng)用方法。
技術(shù)介紹
基于塑料—金屬一體化復(fù)合成型技術(shù)，在金屬表面形成納米孔洞后，通過(guò)一定壓力，使塑料熔體進(jìn)入金屬表面納米孔洞結(jié)構(gòu)，形成一種微觀機(jī)械互鎖，極大的增強(qiáng)了塑料與金屬的粘接強(qiáng)度。由于不銹鋼表面納米孔洞結(jié)構(gòu)制備有一定難度，導(dǎo)致不銹鋼基體與塑料的一體化復(fù)合成型難度增大。NMT技術(shù)使用到的金屬基體大多是鋁合金，在電子元器件上金屬與塑料一體化復(fù)合成型應(yīng)用廣泛，而鋁合金材料難以滿足耐腐蝕性和強(qiáng)度方面的需求。目前，對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行蝕刻成孔洞結(jié)構(gòu)主要采用激光方法，再與塑料進(jìn)行一體化成型，但是激光處理后的不銹鋼，表面易被燒蝕組織發(fā)生變化，影響其整體性能，得到的孔洞熔坑尺寸較大，四周平整不均一，與塑料結(jié)合后容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，持久和密封性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本專(zhuān)利技術(shù)解決不銹鋼表面納米孔洞結(jié)構(gòu)制備困難的問(wèn)題，提供一種不銹鋼表面納米孔洞處理液及應(yīng)用方法。解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種不銹鋼表面納米孔洞處理液，其特征在于，包括按體積計(jì)以下配比的組分：去離子水1000份，有機(jī)酸10—120份，含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液30—230份，KNO3或NH4NO3溶液30—200份。進(jìn)一步，所述有機(jī)酸為冰乙酸、草酸和1，2—丁二酸中的一種或多種。進(jìn)一步，所述含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液中無(wú)機(jī)酸為HF、HCL、HBr和HI中一種或多種，無(wú)機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%—75%范圍內(nèi)。所述KNO3或NH4NO3溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%-50%范圍內(nèi)。一種不銹鋼表面納米孔洞處理液的應(yīng)用方法，包括以下步驟：1）利用酒精對(duì)不銹鋼進(jìn)行初步脫脂除污后，去離子水清洗后干燥；2）用不同型號(hào)砂紙依次打磨不銹鋼表面，直到得到觀察金相所需的表面光潔度；3）利用酒精在超聲波下清洗不銹鋼后，超聲波下使用丙酮清洗不銹鋼5-10分鐘，然后用去離子水超聲波清洗10-15分鐘；4）將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中，100-160℃干燥25-35分鐘后，關(guān)閉干燥箱，冷卻至室溫后，將不銹鋼取出。5）使用權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述不銹鋼表面納米孔洞處理液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行處理浸泡。相比現(xiàn)有技術(shù)，本專(zhuān)利技術(shù)具有如下有益效果：1、本專(zhuān)利技術(shù)不銹鋼處理液采用有機(jī)酸、含鹵素?zé)o機(jī)酸、硝酸鹽和去離子水進(jìn)行配比，處理液為弱酸體系，較安全，硝酸鹽溶于處理液可以吸熱，保證低溫環(huán)境。用于處理NMT技術(shù)使用的不銹鋼基體，特別對(duì)于實(shí)現(xiàn)與塑料一體化復(fù)合成型具有顯著的效果。2、本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)對(duì)不銹鋼的預(yù)處理后，再采用處理液處理，控制處理時(shí)間及溫度等條件，從而在表面制備出納米孔洞結(jié)構(gòu)，且這種納米孔洞結(jié)構(gòu)分布均勻，塑料熔體進(jìn)入納米孔洞結(jié)構(gòu)后與不銹鋼表面形成很強(qiáng)的機(jī)械互鎖，從而可以突破這種技術(shù)在電子元器件上的應(yīng)用，所制得的不銹鋼表面納米孔洞結(jié)構(gòu)屬于塑料—金屬一體化復(fù)合成型中的關(guān)鍵性指標(biāo)，為塑料—金屬一體化復(fù)合技術(shù)在承載高載荷的結(jié)構(gòu)件上成為可能。3、本專(zhuān)利技術(shù)處理液原料成本較低，制備操作過(guò)程簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1不銹鋼表面納米孔洞掃描電鏡圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例2不銹鋼表面納米孔洞掃描電鏡圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例3不銹鋼表面納米孔洞掃描電鏡圖；圖4為本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)比例1未被處理液處理不銹鋼表面掃描電鏡圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施方案對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但本專(zhuān)利技術(shù)并不限于以下實(shí)施例，且示例性說(shuō)明不是為了限制本專(zhuān)利技術(shù)的范圍及其應(yīng)用。一、所用材料：1、不銹鋼：所述的不銹鋼牌號(hào)可以是但不限于301、302、303、304、309、316、408和630中的一種。2、砂紙：所述的砂紙型號(hào)可以是但不限于600#、800#、1000#、1200#、1400#和1600#中的3種及以上。二、本專(zhuān)利技術(shù)不銹鋼表面納米孔洞處理液（以下簡(jiǎn)稱(chēng)處理液）：實(shí)施例有機(jī)酸劑含鹵素?zé)o機(jī)酸劑硝酸鹽去離子水配方1草酸10份6%的HF溶液30份25%的KNO3溶液35份1000份配方2草酸和1,2—丁二酸各10份10%的HF溶液35份25%的NH4NO3溶液40份1000份配方3冰乙酸和1,2—丁二酸各15份20%的HBr溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%HI溶液各20份25%的KNO3溶液80份1000份其中，1、份數(shù)均為體積份；2、%均為質(zhì)量百分濃度。三、處理液的應(yīng)用方法：實(shí)施例1：不銹鋼表面納米孔洞處理液的應(yīng)用方法，步驟如下：1、不銹鋼表面預(yù)處理1）利用酒精對(duì)不銹鋼進(jìn)行初步脫脂除污后，去離子水清洗后干燥；2）用型號(hào)為600#、800#和1000#砂紙依次打磨不銹鋼表面，直到得到觀察金相所需的表面光潔度；3）利用酒精在超聲波下清洗不銹鋼后，超聲波下使用丙酮清洗不銹鋼5分鐘，然后用去離子水超聲波清洗10分鐘；4）將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中，干燥25分鐘后，關(guān)閉干燥箱，冷卻至室溫后，將不銹鋼取出。2、處理液再處理：將步驟1處理后的不銹鋼置入配方1的不銹鋼表面處理液中浸泡，在溫度為4℃下，處理50分鐘取出，不銹鋼表面得到均勻的孔洞。最后檢測(cè)：采用超聲波水洗，將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后，進(jìn)行掃描電鏡觀察，表面形貌見(jiàn)附圖1。可見(jiàn)，不銹鋼表面孔徑尺寸為70-160nm，且分布較為均勻。實(shí)施例2：不銹鋼表面納米孔洞處理液的應(yīng)用方法，步驟如下：1、不銹鋼表面預(yù)處理1）利用酒精對(duì)不銹鋼進(jìn)行初步脫脂除污后，去離子水清洗后干燥；2）用型號(hào)為800#、1000#和1200#砂紙依次打磨不銹鋼表面，直到得到觀察金相所需的表面光潔度；3）利用酒精在超聲波下清洗不銹鋼后，超聲波下使用丙酮清洗不銹鋼8分鐘，然后用去離子水超聲波清洗13分鐘；4）將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中，干燥30分鐘后，關(guān)閉干燥箱，冷卻至室溫后，將不銹鋼取出。2、處理液再處理：將步驟1處理后的不銹鋼置入配方2的不銹鋼表面處理液中浸泡，溫度為8℃，處理65分鐘取出，不銹鋼表面得到均勻的孔洞。最后檢測(cè)：采用超聲波水洗，將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后，進(jìn)行掃描電鏡觀察，表面形貌見(jiàn)附圖2。可見(jiàn)，不銹鋼表面孔徑尺寸為70-160nm，且分布較為均勻。實(shí)施例3：不銹鋼表面納米孔洞處理液的應(yīng)用方法，步驟如下：1、不銹鋼表面預(yù)處理1）利用酒精對(duì)不銹鋼進(jìn)行初步脫脂除污后，去離子水清洗后干燥；2）用型號(hào)為600#、1000#和1400#砂紙依次打磨不銹鋼表面，直到得到觀察金相所需的表面光潔度；3）利用酒精在超聲波下清洗不銹鋼后，超聲波下使用丙酮清洗不銹鋼10分鐘，然后用去離子水超聲波清洗15分鐘；4）將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中，干燥35分鐘后，關(guān)閉干燥箱，冷卻至室溫后，將不銹鋼取出。2、處理液再處理：將步驟1處理后的不銹鋼置入配方2的不銹鋼表面處理液中浸泡，溫度為10℃，處理時(shí)間為70分鐘，不銹鋼表面得到均勻的孔洞。最后檢測(cè)：進(jìn)行超聲波水洗，將不銹鋼放入鼓風(fēng)干燥箱中干燥后，進(jìn)行掃描電鏡觀察，表面形貌見(jiàn)附圖3。可見(jiàn)，不銹鋼表面孔徑尺寸為70-160nm，且分布較為均勻。對(duì)比例1：不銹鋼表面預(yù)處理后，不經(jīng)過(guò)處理液再處理后進(jìn)行檢測(cè)。1）利用酒精對(duì)不銹鋼進(jìn)行初步脫脂除污后，去離子水清洗后干燥；2）用型號(hào)為600#、800#和1000#砂紙依次打磨不本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種不銹鋼表面納米孔洞處理液，其特征在于，包括按體積計(jì)以下配比的組分：去離子水??????????????????????1000份，有機(jī)酸????????????????????????10—120份，含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液??????????????30—230份，KNO3或NH4NO3溶液???????????????30—200份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種不銹鋼表面納米孔洞處理液，其特征在于，包括按體積計(jì)以下配比的組分：去離子水1000份，有機(jī)酸10—120份，含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液30—230份，KNO3或NH4NO3溶液30—200份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼納米孔洞處理液，其特征在于，所述有機(jī)酸為冰乙酸、草酸和1，2—丁二酸中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼納米孔洞處理液，其特征在于，所述含鹵素?zé)o機(jī)酸溶液中無(wú)機(jī)酸為HF、HCL、HBr和HI中一種或多種，無(wú)機(jī)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%—75%范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼納米孔洞處理液，其特征在于，所述KNO3或NH4NO3溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%-50%范圍內(nèi)。5.一種不銹鋼表面納米孔洞處理液的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李又兵，張攀，楊朝龍，周樺林，李查，趙利亞，陳文，盛旭敏，陳康，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：重慶理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：重慶;50