1.一种层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层,其特征在于,它是在预处理的钢铁基体上通过电沉积方法制备而来的具有纳米尺度的仿生层状结构,通过在电沉积溶液中,引入氧化石墨烯和碳量子点,使得纳米石墨烯片+碳点与Ni-W共同沉积在钢基体上;
电沉积所用的镀液组成为:
硫酸镍:20~300g/L,氯化镍:40~60g/L,
钨酸钠或钼酸钠或三氯化铬:30~200g/L,柠檬酸三钠:50~100g/L,糖精钠:1~2g/L,
硼酸:40~60g/L,
十二烷基硫酸钠:0.5g/L,溴化铵:15~30g/L,
氧化石墨烯(GO):1~3g/L,水溶性碳量子点0.5~1g/L,溶剂为去离子水。
2.一种如权利要求1所述的层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:镀液配置
将镀液各组分按照要求称重,用去离子水溶解混合,并调整pH值;具体过程为:(1)首先将氧化石墨烯和水溶性碳量子点加入去离子水中,经搅拌和超声分散溶于去离子水中;
(2)将硫酸镍溶于去离子水中;
(3)再将钨酸钠和柠檬酸钠混合充分溶解后,依次加入第(2)和(1)制备的溶液,最后加入其他的成分,边加边搅拌;
(4)用去离子水将混合后的溶液稀释到预先设定好的体积,并调整pH值为3-7;
第二步:钢铁基体进行预处理
将钢铁基体依次打磨、抛光、去污处理、酸溶液活化、冲洗和烘干后,用金相保护膜保护;
第三步:电沉积
将处理后的钢铁基体浸入镀液中,采用电沉积方法,将纳米石墨烯片+碳点与Ni-W共同沉积在钢基体上;
电沉积工艺参数为:电流密度:6~12A/dm2,PH:3~7,沉积时间:10~40min,沉积温度:
50℃,频率:400Hz,占空比:0.2;
第四步:处理及性能测试
电镀完成后,分别用酒精、去离子水冲洗,冷风吹干,然后对式样进行耐腐蚀、耐磨损、及接触角的测试。
3.如权利要求2所述的层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层的制备方法,其特征在于,硫酸镍采用热浴的方式溶解在离子水中。
4.如权利要求2所述的层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层的制备方法,其特征在于,第一步中,镀液中各组分配比为:硫酸镍:140g/L,
氯化镍:50g/L,
钨酸钠(钼酸钠/三氯化铬):135g/L,柠檬酸三钠:75g/L,
糖精钠:1.5g/L,
硼酸:50g/L,
十二烷基硫酸钠:0.5g/L,溴化铵:17g/L,
氧化石墨烯(GO):2g/L,水溶性碳量子点0.75g/L;
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第三步中,电沉积工艺参数为:电流密度:10A/dm,PH:5,时间:40min,温度:50℃,频率:
400Hz,占空比:0.2。
5.如权利要求4所述的层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层的制备方法,其特征在于,获得的涂层厚度10μm,涂层摩擦系数0.45,涂层硬度600HV0.1,自腐蚀电流3.15μA,电极电位-
406.6mV,接触角139°。
6.一种如权利要求1所述的层状仿生耐磨耐蚀减摩涂层在在海洋、石油、化工、煤炭或医疗卫生领域中的应用。