AZ31B镁合金铈基-植酸复合转化膜研究
AZ31镁合金表面单宁酸转化膜的组织结构与耐腐蚀性能
AZ31镁合金表面单宁酸转化膜的组织结构与耐腐蚀性能李锟;刘俊瑶;雷霆【摘要】利用单组分单宁酸为成膜剂,在AZ31镁合金表面制备无铬转化膜,采用L9(34)正交试验研究转化处理液中单宁酸的浓度、处理液pH值、温度和处理时间对转化膜形成和耐腐蚀性能的影响,获得最优的转化膜处理工艺.用扫描电镜与X射线光电子能谱对镁合金表面单宁酸转化膜的表面形貌、元素组成及化学价态进行分析,并通过电化学极化曲线和阻抗谱测试,考察镁合金表面单宁酸转化膜的耐腐蚀性能,阐明其形成机制.结果表明,镁合金在温度为50℃,pH值为2.5,单宁酸质量浓度为10 g/L的转化液中浸泡10 min,即可获得耐蚀性良好的单宁酸转化膜.单宁酸转化膜由镁合金表面溶解形成的镁离子Mg2+与单宁酸分子的酚羟基、羧基发生反应生成的镁金属有机螯合物组成,呈网状裂纹结构均匀覆盖于镁合金表面;单宁酸转化膜能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能,交流阻抗达到1 250 Ω/cm2,是基体镁合金阻抗(35 Ω/cm2)的300多倍.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2015(020)004【总页数】6页(P649-654)【关键词】单宁酸;转化膜;耐腐蚀;表面处理;镁合金【作者】李锟;刘俊瑶;雷霆【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG178镁合金作为轻金属材料之一,具有低密度、高强度、易加工等特点,已广泛应用于航空部件、电子工业、汽车制造业等领域[1−2]。
然而,镁金属的化学活性高,暴露于空气中易腐蚀。
合金表面处理是提高镁合金耐腐蚀性能最有效的方法之一。
对镁合金进行表面处理的方法有很多,如镁合金阳极氧化、化学转化处理、离子注入、化学镀以及电镀等[3−7]。
其中,化学转化处理工艺简单、成本低廉,将镁合金基体浸泡于转化处理液中,通过在镁合金表面生成一层化合物薄膜,起到对基体的保护作用。
AZ31镁合金表面锡酸盐化学转化膜的研究
、
性 能好 等优 点 , 在汽 车 、 机械 、 空 航 天领 域 以及 便携 航 式 电子仪表 、 计算 机等领 域得 到 日益 广泛 的应用 。 但镁 自身 的标 准 电极 电位 只 有一 .7 [ 化 学 、 23V 1 , 电化学 活性 高, 耐蚀性 很差 , 为制 约其发 挥 眭能优势 的一个 主要 成
的涂装保护提供 良好基底。
1 试验条 件及 方法
试 验所 用 材 料 为 经 轧 制 的 A 3 形 镁合 金 , Z 1变 试
样 尺 寸 为 1 m lmmx 0 0 mx 0 lmm,选 用 N 2n 33 2 a O ・H O、 S
NaP 0 、 OH 、 H3 OONa NaP 4・ 2 O、 P 4 HF 4 2 7 Na C C 、 3 O 1 H2 H3 O 、 、
。
B M 。 1) ( g7 相是 Mg与 A 组成 的化合 物相 , A 3 A: l 在 Z1
镁合金组织 中, 相 电位最负, ( g相电位最大 ,仅 1 3 oM ) t (+ B 电位介于二者之问, ) 三者的电位不同 , 存在电位差 ,
收稿 1 :0 0 1— 3 3期 2 1 — 0 1
文 章 编 号 :0 0 1 1 2 1— 5
图 1 轧 制 态 A 3 合 金 显 微组 织 Z1
由图 1可 见 ,Z 1 合 金 组织 主要 由 o Mg相 、 A3 镁 t ) ( ( + ) 晶 体和 少量 的点 状 1 MgA。相 组成 。由于 a 1共 3 3 1) ( , 组 成 不 同 ,rMg相 是 以 Mg为基 溶 有 A 的 固溶 体 【 O( ) . l 3 一
AZ31B可降解镁合金的研究
能形成有效 的稳定保护膜; 另一方面是 由于第二相或杂质 元素引起 的电偶腐蚀 【 在潮湿环境及 c。 的条件 下, 】 捌。 1 存在
镁及镁合金更容易发生腐蚀, 其腐蚀 问题成为制约其进一 步应用 的瓶颈 , 但却为其作为医用可降解植入材料提供 了 依据。目前 , 镁及镁合金作为硬组织植入材料的应用研究
生成 物质进行分析 。
23 植 入 实 验 .
植入样品为 A 3B镁合金骨折 内固定系统 ( Z1 接骨板
及配套螺钉 ) 接骨板板尺寸为 1m : 8 mX5 mmX 1 m ( 5 m 长 .
的形成和生长【 7 】 。但对于长骨骨折的固定,力学性能要求
较高, 植入材料稳定固定的时间也较长 , 以镁合金用于 所 重载荷的植入器件存在 问题较多, 且其不断降解更将加速 破坏长骨骨折后的稳定 固定。 而对 于下颌骨 等承力较小的 部位, 骨折后植入可降解镁合金材料可 以在植入初期满足
研究选用铸 态 、挤压态 及 固溶+ 时效 ( 6 T )处理 后 的 A 3 B镁合金作为研 究材料 ,其化 学成分见表 I Z 1 。 表 I 实验用镁合 金的化学成 分
牌 号 A1
2 5~3 0 . .
zl l
0. 14 6— .
Mn
0 2— 1 . . 0
包含 a一 ,而且还存在无机盐及有机物,并且体 内植入部 位的改变也会影响到腐蚀过程嘲,所以镁及镁合金作为可
样 。H n ’溶液主要 由下列物质组成 :8 g N C ,0 g a ks . a1 . O 4 K 101g a l 03 g H O , . 6 2 6 C , . C 2 . C 3 1 g H1 ( 4 C , 5 Na 0 C 0 葡萄糖) ,
变形镁合金AZ31的研究进展
以及优 良的抗大气腐蚀能力。AZ31镁合金可以轧制 强度达到了 168.25 MPa。产生该现象 的原 因是冷锻
成薄 板 、厚板 、挤 压成 棒 材 、管 材 、型 材 ,加 工 成锻 件 。 变形 试 样 在退 火 后发 生 了再结 晶 ,获得 大 量 细小 的
本文针对变形镁合金 AZ31的组织 、力学性能特 再 结 晶晶 粒 ,从 而细 化 了晶粒 ,使 试 样 的机 械 性 能 发
中图分类号 :TG146
文献标识码 :B
文章编号 :1672—545X(2013)11-0243—04
镁合金作为工程应用 中密度最低,限制 了其推广
料 ,具 有高 比强 度 、高 比刚度 、导热 导 电性 好 、阻尼 减 应用 ,因此迫切需要提高其力学性能。在室温下 ,镁合
并且 由于镁 是密排六方的晶体结构 ,使合金元素在 得 到很 大 提 高 ;而 温度 进 一步 升 高 到 300℃以上 ,即 镁基体 中扩散 速率很低 ,很容易在凝 固过程 中产生 可出现再结晶过程 ,使其具有更好 的成形性。因此 ,
枝 晶偏析和形成非平衡相 。偏析 和在 晶界及枝 晶问 通 常采 用 热加 工 的方 式生 产变 形镁 合 金产 品 。钟 皓 、
的数量 随铝含量的增加而增加 。
也 得 到 较 大 提 高 ,抗 拉 强 度 达 到 300 N/mmz,屈 服 强
收 稿 日期 :2013—08—05 作者简 介 :陈 宜 (1984一 ),男 ,河南新 乡人 ,硕士 ,主要研究方向 :变形镁合金加工技术 。
243
Equipm ent M anufacturing Technology No.1 1,201 3
点 ,合金元 素影 响,耐蚀性改善等多方面进行 了研究 生改变。S.Alsagabi I.Charit等[41在不同的热处理条件
AZ31B_镁合金钒
第53卷第4期表面技术2024年2月SURFACE TECHNOLOGY·34·腐蚀与防护AZ31B镁合金钒/硅烷复合转化膜的制备与表征董丽惠,王华*,李琳(大连理工大学 化工学院,辽宁 大连 116024)摘要:目的改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。
方法使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)观察转化膜的微观形貌并分析转化膜的组成和结构,通过交流阻抗测试(EIS)、Tafel极化曲线测试和全浸腐蚀实验评价转化膜的耐蚀性能,并采用划格实验和接触角测试评价转化膜的结合力和疏水性。
结果确定使用BTEPST(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)作为成膜组分,使用偏钒酸钠和BTESPT在镁合金表面成功制备钒/BTESPT复合膜,复合膜表面均匀平整,致密无裂纹,与基体结合力好,具有疏水性,该复合膜的组成元素为Mg、V、C、O、Si和S,且元素分布较均匀,膜层是包含Si—O—S、Si—O—Mg、Si—O—V等共价键的交联结构。
交流阻抗测试结果显示,钒/BTESPT复合转化膜的膜层电阻为1.17× 105Ω·cm2,电荷转移电阻为1.076×105Ω·cm2。
极化曲线测试结果表明,复合膜的腐蚀电位为−1.457 0 V,腐蚀电流密度为1.498 0×10–7 A·cm–2,腐蚀电流密度相较于基体降低约2个数量级,对镁合金的保护效率达到99.6%。
复合转化膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中长期浸泡10 d未发生明显腐蚀,全浸实验浸泡14 d腐蚀速率为0.058 0 g/(m2·h),未处理的镁合金腐蚀速率则为0.518 6 g/(m2·h)。
AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨生物学行为的实验研究的开题报告
AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨生物学行为的实验
研究的开题报告
题目:AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨生物学行为的实验研究
摘要:
生物可降解金属材料是一种新兴的材料,具有良好的生物相容性和生物降解性能,被广泛应用于医学领域。
AZ31B生物可降解镁合金作为一种新型的生物可降解金属材料,有望成为股骨头、牙槽突等骨组织修复和植入材料的首选。
本研究旨在探究AZ31B生物可降解镁合金植入兔下颌骨的生物学行为。
首先,
通过对AZ31B合金的化学成分、显微组织结构等进行分析,确定材料的物理化学性质。
其次,采用兔下颌骨植入试验,观察材料在骨组织中的降解速度、生物活性、细胞反
应等生物学特性。
最后,利用扫描电镜、组织学和化学染色等方法,对植入部位进行
形态学和组织学分析,探究AZ31B生物可降解镁合金的生物学行为。
本研究的成果将有助于深入了解AZ31B生物可降解镁合金在骨组织中的生物学
行为,为其在临床医学领域应用提供参考。
关键词:生物可降解金属材料;AZ31B生物可降解镁合金;兔下颌骨;生物学行为。
植酸浓度对AZ31B镁合金植酸转化膜防腐性能的影响
植酸浓度对AZ31B镁合金植酸转化膜防腐性能的影响高焕方;张胜涛;赵波;刘益风;邹勇【摘要】在不同浓度的植酸溶液中制备了AZ31B镁合金植酸转化试样,并应用析氢实验及Tafel极化曲线测试其防腐性能,使用SEM,EDS,FTIR观察转化膜形貌、元素组成及官能团构成.结果表明:植酸溶液的浓度对植酸转化试样的防腐性能具有较大的影响,C=4.0g·L-1时所制备的转化试样具有最佳的防腐性能,电流密度较未处理试样降低了2个数量级.此外,植酸转化膜主要由Mg,Al,Zn,O,P等元素组成,并含有PO34-,HPO24-,OH-基团,转化膜存在一定的裂纹,且裂纹处仍有很薄的一层植酸转化膜.%The phytic acid conversion coatings on AZ31B magnesium alloy were formed in different phytic acid concentrations and the corrosion resistance of the conversion samples was studied by hydrogen evolution method and Tafel. The morphology, composition and functional groups were investigated by SEM, EDS and FTIR, respectively. The results indicate that the concentration of phytic acid has obvious influence on the corrosion resistance of the conversion samples, the conversion sample formed under C=4.0g · L-1 has the best corrosion resistance, the current density decreases about two orders than that of the untreated sample. The main elements of the coating are Mg, Al, Zn, O and P, the functional groups are PO43- , HPO42- and OH- . The conversion coating also has few cracks, and the thin coating is formed on the crack.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】5页(P45-49)【关键词】植酸;浓度;镁合金;转化膜;防腐【作者】高焕方;张胜涛;赵波;刘益风;邹勇【作者单位】重庆理工大学化学化工学院,重庆400050;重庆大学化学化工学院,重庆400030;重庆大学化学化工学院,重庆400030;重庆理工大学化学化工学院,重庆400050;重庆理工大学化学化工学院,重庆400050;重庆大学化学化工学院,重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TG174.4镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度小,比强度、比刚度高,阻尼性、切削加工性、铸造性好等优点,在汽车、机械、航空航天以及便携式电子仪表、计算机等领域广泛应用[1,2]。
AZ31B镁合金复合陶瓷涂层在SBF溶液中的应力腐蚀研究
A Z 3 1 B镁 合 金 复 合 陶 瓷 涂 层 在 S B F溶 液 中 的 应 力 腐 蚀 研 究
芦 超
( 浙 江工 业 大学 机械 工程 学 院 ,浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 )
摘 要: 为 了研 究 微 弧 氧 化 一 电 泳 沉 积 复 合 陶瓷 涂 层 对镁 合 金 在 模 拟 体 液 ( S B F ) 中的应 力腐蚀行 为的影 响程度 , 采 用 微
弧氧化一 电泳 沉 积 的 复 合 处 理 方 法在 A Z 3 1 B镁 合 金 表 面 制 备 复 合 陶瓷 涂 层 , 使 用 电化 学 实验 和慢 应 变 速 率拉 伸 试 验研 究
有无复合 陶瓷涂层在 S B F溶液 中的腐蚀 和应力腐蚀行 为。研 究结果表明 : 复合 陶瓷涂层能提 高 A Z 3 1 B镁合金 在 S B F溶
LU Ch a o
( C o l l e g e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , H a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 , C h i n a )
Abs t r a c t: I n o r d e r t o s t u d y t he e f f e c t o f mi c r o a r e o x i d a t i o n — e l e c t r o p ho r e t i c d e p o s i t i o n c o mpo s i t e c e r a mi c c o a t i n g o n t h e s t r e s s c o r r o s i o n b e h a v i o r o f ma g n e s i um a l l o y i n s i mu l a t e d bo d y l f ui d,a c o mp o s i t e c e r a mi c c o a t i n g wa s pr o d uc e d o n t h e AZ3 l B ma g ne s i u m a l l o y b y u s i n g mi c r o a r c o x i d a t i o n - e l e c t r o p ho r e t i c d e p o s i t i o n h y b r i d t r e a t me n t . El e c t r o c h e mi c a l t e s t a n d s l o w s t r a i n r a t e t e n s i l e t e s t wa s u s e d t o s t u d y t he c o r r o s i o n a n d s t r e s s c o r r o s i o n b e h a v i o r wi t h o r wi t h o u t c o a t e d s p e c i me n s i n s i mu l a t e d b o d y lu f i d.1 1 h e r e s u l t s s h o w t h a t c o mp o s i t e c e r a mi c c o a t i n g c a n i mp r o v e t he c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f AZ3 1 B ma g n e s i u m a l l o y,b ut i t ha s l i t t l e e f f e c t o n t h e s t r e s s c o ro s i o n s e n s i t i v i t y o f AZ3 1 B ma g ne s i u m a l l o y i n s i mu l a t e d b o d y lu f i d. Ke y wor ds: ma g n e s i u m a l l o y; mi c r o a r c o x i d a t i o n; e l e c t r o p h o r e t i c d e p o s i t i o n; c o ro s i o n; s t r e s s c o r r o s i o n
生物医用AZ31B镁合金表面改性及性能研究
生物医用AZ31B镁合金表面改性及性能研究不锈钢,钛和铬基合金,作为生物硬组织植入材料,已经被应用于临床。
但是,这些金属生物材料因在植入人体内发生体液腐蚀而释放出有毒的离子,而导致炎症发生,降低了生物相容性并且导致组织损坏。
另外,金属基生物材料的弹性模量与人骨组织相差过大,会产生应力遮挡效应。
不利于新骨的生长和重塑,易导致二次骨折。
随着对生物医用植入材料不断深入研究,开发具有良好力学性能和生物相容性,又可在体内安全降解的新型植入材料具有重要意义。
与已应用于临床的金属基植入材料相比,镁合金具有多方面的优点:(1)镁是人体中的必需元素;(2)良好的生物相容性、优异的生物活性;(3)更接近骨组织的力学性能;(4)与骨组织更为接近的密度;(6)原材料成本低。
因此镁合金作为一种新型可降解植入材料而受到了广泛关注。
然而,作为生物医用材料,镁合金降解速度过快,这将造成植入部位局部碱化,氢气释放过快,形成皮下气肿,影响其在临床上的应用。
本文选择AZ31B镁合金作为基体材料,在其表面制备一层含Mg2SiO4和SiO2的陶瓷涂层,以控制镁合金基体的降解速度,并对涂层的制备工艺、微观形貌、相组成、涂层形成机理、降解性能等进行了系统研究。
在此基础上,本文选择硅涂层作为重点研究对象,对其在体外的降解性能和降解过程中的生物相容性进行了深入研究。
本文主要的研究结论如下:(1)采用正交实验方法确定了涂层的最佳工艺:NaOH的质量-体积浓度40g/L时,Na2SiO3·9H2O的质量-体积浓度为40g/L、以及处理时间为7h,处理温度100℃。
(2)所制备的涂层表面致密均匀光滑,肉眼观察呈金黄色,扫描电镜下可见由球状晶体组成,厚约为1.9μm。
XPS结果表明,涂层主要由Mg2SiO4、MgO和少量SiO2组成。
(3)浸泡实验表明,涂层有效降低了镁合金基体的降解速度,尤其在在浸泡初期效果更明显,表面改性前后的AZ31B镁合金在不同的模拟体液中显示了不同的降解规律。
AZ31B镁合金的生物相容性研究的开题报告
HAP/AZ31B镁合金的生物相容性研究的开题报告摘要:镁合金因其良好的生物相容性、生物降解性和力学性能等特点,近年来在医学领域备受关注。
本文以HAP/AZ31B镁合金为研究对象,从材料的制备、表面改性、生物学性能等方面进行系统研究,旨在探究其在生物医学应用中的潜力。
关键词:镁合金;HAP;生物相容性;生物降解1. 研究背景随着人口老龄化和慢性病的增多,医学领域对新型生物材料的需求日益增加。
镁合金以其良好的生物相容性、生物降解性和力学性能等特点,在医学领域备受关注。
HAP/AZ31B镁合金是一种以氧化钙为主要成分的陶瓷/金属复合材料,具有优异的生物学性能,因此受到了广泛的研究关注。
2. 研究目的本研究旨在通过对HAP/AZ31B镁合金进行系统研究,探究其在生物医学应用中的潜力,包括其制备方法、表面改性、生物相容性和生物降解性等方面。
3. 研究内容(1)HAP/AZ31B镁合金的制备,通过热处理和压力烧结等工艺,制备出具有一定力学性能和生物学性能的HAP/AZ31B镁合金材料。
(2)表面改性,采用阳极氧化、表面处理等方法对HAP/AZ31B镁合金的表面进行改性,以提高其生物相容性和生物降解性。
(3)生物学性能评价,通过细胞生物学实验、体内植入实验等方法,评价HAP/AZ31B镁合金的生物相容性和生物降解性。
4. 预期成果通过本研究,期望获得以下成果:(1)成功制备HAP/AZ31B镁合金材料。
(2)确定优化的表面改性方法,提高HAP/AZ31B镁合金的生物相容性和生物降解性。
(3)明确HAP/AZ31B镁合金的生物学性能,评价其在生物医学应用中的潜力。
5. 研究意义本研究的成果对于推动HAP/AZ31B镁合金在生物医学领域的应用具有重要意义。
研究结果可以为制备优质的生物医学材料提供参考,同时也可以为其他新型生物材料的研究提供借鉴。
AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究
AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究∗赵丁藏;张丁非;孙静;余大亮;潘复生【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)019【摘要】研究了 AZ31镁合金钕基转化膜的制备工艺,并对膜层形貌、化学组成和耐腐蚀性能进行了分析.通过正交优化得到了钕基转化膜的4个工艺条件的最佳水平组合为 Nd(NO 3)3浓度为5 g/L,H 2 O 2浓度为5 mL/L,成膜时间9 min,成膜温度40℃.结果表明,采用最佳工艺得到的钕基转化膜层均匀且致密,其主要成分是Nd2 O 3和少量 MgO.通过动电位极化曲线和析氢实验研究了钕基转化膜层对AZ31镁合金在3.5%(质量分数)NaCl 溶液中耐蚀性能的影响,结果表明,钕基转化膜可以大大降低 AZ31镁合金的腐蚀速率,当 Nd(NO 3)3浓度为5 g/L 时,钕基转化膜的腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好.【总页数】5页(P19110-19114)【作者】赵丁藏;张丁非;孙静;余大亮;潘复生【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400045;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400045; 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400045;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400045;重庆大学材料科学与工程学院,重庆 400045; 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.抑制铝金属基复合材料Al6061/SiCp腐蚀的三价铈转化膜工艺及性能的研究 [J], 于兴文2.AZ31镁合金表面钼酸盐转化膜的制备与耐蚀性能 [J], 刘俊瑶;李锟;雷霆3.AZ31镁合金钼酸盐转化膜制备及性能研究 [J], 周游;姚颖悟;吴锋;刘伟星;赵春梅4.AZ31镁合金磷酸盐化学转化膜的研究 [J], 崔建红;吴志生;弓晓圆5.转化膜致密化及耐蚀性能提升工艺优化进展 [J], 卢勇;冯辉霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
植酸转换膜对AZ31镁合金电化学腐蚀性能的影响
植酸转换膜对AZ31镁合金电化学腐蚀性能的影响张兆贵【摘要】镁合金的耐腐蚀性能不理想,从而严重阻碍了镁合金大规模的商业应用.在商用AZ31镁合金表面制备了植酸转换膜,采用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站等进行了合金电化学腐蚀性能的检测.结果表明,表面制备的植酸转换膜显著改善了商用AZ31镁合金的电化学腐蚀性能;与未经表面处理的商用AZ31镁合金相比,制备了植酸转换膜的AZ31镁合金在20℃电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移185mV、238 mV;在质量分数为5%的KOH电解液中的开路电位和腐蚀电位分别正移221 mV、218 mV.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2015(043)003【总页数】4页(P53-56)【关键词】AZ31镁合金;电化学腐蚀性能;植酸转换膜;表面处理【作者】张兆贵【作者单位】潍坊工程职业学院应用化学与生物工程学院,山东青州262500【正文语种】中文【中图分类】TB304密度小、比强度高、减震降噪效果好、回收性好等优点使得镁合金成为最具应用前景的轻金属之一。
目前镁合金在汽车、摩托车、轮船、手持工具、航空航天等领域已经得到成功的应用。
但是,镁合金的耐腐蚀性能较差限制了镁合金的大规模应用,如何提高镁合金的耐腐蚀性一直是一个重点技术问题,也是一个极具挑战性的技术难题[1-2]。
为此,众多的科研人员和工程技术人员进行了较多的研究,也取得了较多的应用成果[3-5]。
植酸(肌醇六磷酸脂,分子式为C6H18P6O24)是一种具有优异环境友好型的有机物,它在金属表面处理研究过程中逐渐受到人们的青睐。
因此,本试验通过在AZ31镁合金表面制备植酸转换膜,研究了植酸转换膜对AZ31镁合金电化学腐蚀性能的影响。
1 试验材料与方法1.1 试验材料本试验选用商用AZ31镁合金,采用SEA-1000A型能量色散X射线荧光光谱仪对其进行化学成分分析,结果如表1所示。
然后利用碱性水溶液中AZ31镁合金的表面羟基化作用,在受热情况下与植酸分子间脱水形成酯键,从而在AZ31镁合金表面制备出植酸转化膜。
AZ31镁合金表面钼酸盐转化膜的制备与耐蚀性能
AZ31镁合金表面钼酸盐转化膜的制备与耐蚀性能刘俊瑶;李锟;雷霆【摘要】以Na2MoO4为主盐,与氧化剂H2O2、成膜促进剂NaF和Na2SiO3一起组成化学转化液,在AZ31镁合金表面制备钼酸盐转化膜,利用扫描电镜和X线光电子能谱仪分析转化膜的形貌和组成,通过电化学阻抗测试研究转化膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并讨论成膜机理,研究转化液中Na2MoO4浓度与pH以及成膜温度和时间对薄膜结构与耐腐蚀性能的影响.结果表明:转化液的优化组成为0.2 mol/L Na2MoO4+0.12 mol/L NaF+0.014 mol/L Na2SiO3+0.012 mol/L H2O2;优化工艺条件为pH=5,温度60℃,转化时间30 min;转化膜为黄棕色,主要由MgMoO4,MgF2,MoO2,MoO3和MgSiO3组成,转化膜宏观上完整均匀,存在网状微裂纹;钼酸盐转化膜能有效提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能,对基体合金有一定的保护作用.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2016(021)001【总页数】9页(P137-145)【关键词】镁合金;钼酸盐;化学转化膜;耐蚀性能;硅酸盐【作者】刘俊瑶;李锟;雷霆【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG178为了提高镁合金的耐腐蚀性能,通常采用阳极氧化、化学镀、化学转化膜等方法进行表面处理,其中化学转化处理方法凭借成本低、易操作的优势得到广泛运用[1−3]。
铬酸盐转化法是目前应用最多、最有效的方法[4],但由于六价铬毒性很强,其应用受到很大局限。
因此,锡酸盐、稀土盐及磷酸−高锰酸盐等作为环境友好的转化体系应运而生[5−7]。
钼酸盐是一种低毒低污染物质,并且钼酸盐转化膜具有良好的导电性能,为镁合金的进一步后处理提供了良好的导电基础。
AZ 31镁合金稀土转化成膜及其耐蚀性能的研究
AZ 31镁合金稀土转化成膜及其耐蚀性能的研究杨潇薇;王桂香;董国君;张密林;龚凡【期刊名称】《电镀与环保》【年(卷),期】2008(28)2【摘要】对AZ 31镁合金表面稀土转化处理的成膜工艺进行了初步研览.分析了不同的成膜工艺参数(稀土盐的质量浓度、成膜时间、成膜温度)对稀土转化膜的形成以及耐蚀性能的影响.扫描电镜分析不同成膜工艺形成的稀土转化膜表面形貌;用极化曲线研究转化膜的电化学腐蚀行为.结果表明:当转化液中铈的质量浓度为21.7 g/L时,膜的耐蚀性最好;成膜时间、成膜温度对膜的耐蚀性也有不同程度的影响.在本文研究的时闻范围内,处理时间长能获得更好的耐蚀性.【总页数】4页(P31-34)【作者】杨潇薇;王桂香;董国君;张密林;龚凡【作者单位】哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,材料科学与化学工程学院,超轻材料与表面工程教育部重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究∗ [J], 赵丁藏;张丁非;孙静;余大亮;潘复生2.AZ31镁合金稀土转化成膜工艺研究 [J], 曹大勇3.AZ91镁合金表面稀土转化膜的制备及耐蚀性能研究 [J], 许越;陈湘;吕祖舜;李英杰4.稀土Gd对AZ31镁合金耐蚀性能的影响 [J], 刘军;张金玲;渠治波;于彦冲;许并社;王社斌5.稀土Ce和Nd对AZ31镁合金耐蚀性能的影响 [J], 余琨;黎文献;王日初;巢国辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
温度对植酸转化膜的影响
转化时间对AZ31B镁合金植酸转化膜的影响研究高焕方1,龙飞1,谭怀琴1,黄国文1,孙强2,陈汉林3(1 重庆理工大学化学化工学院,重庆400050;2驻791厂军事代表室,重庆4013362;3 驻296厂军事代表室,重庆400050)摘要: 为了探讨转化时间对镁合金植酸转化膜防腐性能的影响,应用析氢实验、Tafel分析方法及SEM、EDS对AZ31B镁合金在植酸溶液中不同时间所形成转化膜的防腐性能及表面微观结构及成份进行了研究。
结果表明转化时间对镁合金植酸转化膜的防腐性能有较大的影响,当转化时间较短时,转化膜的防腐性能随着转化时间的增加而增加,并在转化时间为40min时,其转化膜防腐性能最佳,此后随着转化时间的进一步增加,转化膜的防腐性能随之下降。
植酸转化膜含有Mg, Al, Zn, O, P 元素,转化膜表面存在一定的裂纹,且裂纹处仍有很薄的一层植酸转化膜。
此外,析氢实验、Tafel 实验及动力学分析表明植酸转化试样相比于未处理试样,具有更好的防腐性能。
关键词: 植酸;转化时间;镁合金;转化膜;防腐中图法分类号:TG174.4 文献标识码: AInfluence of Conversion Time on Phytic Acid Conversion Coating onAZ31B Magnesium AlloyGao Huanfang1*, Long Fei1, Tan Huaiqin1, Huang Guowen1,Sun Qiang 2,Chen Hanlin3(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400050, China;2. Military Representative Office at Factory No.791, Chongqing 400050, China;3. Military Representative Office at Factory No.296, Chongqing 400050, China)Abstract: The phytic acid conversion samples were formed on AZ31B magnesium alloy at different time.The anticorrosive performance, morphology, composition and functional groups of the conversion samples were studied by hydrogen evolution method, Tafel, SEM and EDS, respectively. The results indicate that the conversion time has obviously influence on the properties of the phytic acid conversion coating. The anticorrosive performance of the samples is increased with the increase of conversion time when the conversion time is short. When the conversion temperature is 40 min the conversion sample has best anticorrosive performance. After this, the anticorrosive performance of the samples is reduced with the increase of conversion time. The main elements of the coating are Mg, Al, Zn, O and P. The conversion coating also has few cracks, and the thin coating is formed on the crack. Furthermore, hydrogen evolution method, Tafel and the kinetics analysis shows the phytic acid conversion sample has better corrosion resistance than untreated sample.Keywords: phytic acid; conversion time; magnesium alloy; conversion coating; anticorrosive0 引言镁合金具有比强度、比刚度高,比重小,阻尼性、切削加工性、铸造性好等优点,在机械、航空航天、汽车、计算机、便携式电子仪表等领域的应用日益广泛[1-3]。
老化时间对AZ31B镁合金铁氰化钾转化膜耐蚀性的影响
第51卷 第1期 表面技术2022年1月 SURFACE TECHNOLOGY ·113·收稿日期:2021-03-08;修订日期:2021-04-29 Received :2021-03-08;Revised :2021-04-29基金项目:北方民族大学重点科研项目(2019KJ10);宁夏自然科学基金项目(2020AAC03193);北方民族大学研究生创新项目(YCX21115)Fund :Supported by the Key Scientific Research Projects of North Minzu University (2019KJ10), Program of Natural Science Foundation of Ningxia (2020AAC03193) and the Postgraduate Innovation Program of North Minzu University (YCX21115) 作者简介:马琳梦(1997—),女,硕士研究生,主要研究方向为材料腐蚀与防护。
Biography :MA Lin-meng (1997—), Female, Master, Research focus: corrosion and protection of materials. 通讯作者:邹忠利(1980—),男,博士,副教授,主要研究方向为材料腐蚀与防护。
Corresponding author :ZOU Zhong-li (1980—), Male, Doctor, Associate professor, Research focus: corrosion and protection of materials. 引文格式:马琳梦, 邹忠利, 许满足, 等. 老化时间对AZ31B 镁合金铁氰化钾转化膜耐蚀性的影响[J]. 表面技术, 2022, 51(1): 113-120. MA Lin-meng, ZOU Zhong-li, XU Man-zu, et al. Effect of Aging Time on Corrosion Resistance of Potassium Ferricyanide Conversion Coating on AZ31B Magnesium Alloy[J]. Surface Technology, 2022, 51(1): 113-120.老化时间对AZ31B 镁合金铁氰化钾转化膜耐蚀性的影响马琳梦,邹忠利,许满足,刘坤(北方民族大学 材料科学与工程学院,银川 750021)摘 要:目的 在镁合金表面制备一种新型的化学转化膜,以提高其耐蚀性。
固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征的开题报告
固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征的开题报告题目:固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征背景与意义:镁合金作为轻量化材料之一,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
AZ31B镁合金具有良好的塑性和可加工性能,但也存在着一些问题,比如氧化性能差、强度和耐腐蚀性能低等。
为了解决这些问题,目前已有不少研究对AZ31B镁合金进行了改性,例如添加微量元素和表面处理等方法。
而固相再生是一种比较具有潜力的方法,可以通过再生AZ31B镁合金的直接回收利用,并使其具有更好的性能。
研究内容:本论文将固相再生方法应用于AZ31B镁合金,并对其进行组织性能及氧化相表征。
研究内容包括:1. 采用固相再生方法制备AZ31B镁合金样品,并对其进行金相、扫描电镜(SEM)等组织性能测试,了解固相再生对镁合金微观结构的影响。
2. 研究固相再生AZ31B镁合金的氧化相形态及化学成分特征,并与传统AZ31B镁合金进行比较,探究固相再生对氧化特性的影响。
3. 采用电化学方法研究固相再生AZ31B镁合金的耐腐蚀性能,并与传统AZ31B镁合金进行比较,探究固相再生对耐腐蚀性能的影响。
预期研究结果:本研究将对固相再生AZ31B镁合金进行组织性能及氧化相表征,探究固相再生方法对镁合金性能的影响。
预期研究结果包括:1. 固相再生方法对 AZ31B 镁合金微观结构的影响。
2. 固相再生 AZ31B 镁合金的氧化特性及其与传统 AZ31B 镁合金的差异。
3. 固相再生 AZ31B 镁合金的耐腐蚀性能增强程度和影响因素。
研究意义:通过对固相再生 AZ31B 镁合金进行组织性能及氧化相表征,可以深入了解固相再生方法对镁合金性能的影响,为镁合金的改性提供一种新的思路。
同时,对镁合金的氧化性能和耐腐蚀性能的研究也具有实际应用价值,可为镁合金在汽车、航空航天等领域的应用提供参考。
AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告
AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告一、选题背景与意义随着社会的发展和技术的逐步进步,材料科学领域的研究正在不断地深入和发展。
镁合金作为一种优良的结构材料,因其优良的物理化学性能,在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
但是,镁合金的低刚度、低屈服点和易腐蚀等缺点限制了其应用范围的扩大。
因此,提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性能,是当前镁合金研究的热点。
双稀土转化膜是一种优良的表面处理方式,可以使得镁合金具有更好的耐腐蚀性能和力学性能。
目前,已经有一些研究成果表明,通过在镁合金表面制备双稀土转化膜,可以使得镁合金的耐腐蚀性能提高1-2个数量级,力学性能也会得到较大的提高。
因此,研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术,将具有重要的应用价值和研究意义。
二、研究目标与内容本课题的研究目标是:研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术在AZ31镁合金上的制备方法及其性能表征,并探究制备过程中的反应机理,为进一步提高双稀土转化膜的制备效率和性能提供科学依据。
具体的研究内容包括:1. 基于循环电位法制备AZ31镁合金双稀土转化膜,研究制备过程中的影响因素,优化制备工艺。
2. 利用SEM、XRD、EDS等表征手段对制备的双稀土转化膜进行表征,分析膜的微观结构和化学成分。
3. 通过极化曲线和腐蚀失重试验等手段,对比研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的耐腐蚀性能。
4. 利用拉伸试验、硬度测试等手段,比较研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的力学性能。
三、研究计划与进度安排1. 第一阶段:查阅文献,了解AZ31镁合金双稀土转化膜的研究现状和相关知识,明确研究思路和工作计划。
时间安排:2周。
2. 第二阶段:设计AZ31镁合金双稀土转化膜的制备方法,搭建实验平台,收集测试用样品。
时间安排:2周。
3. 第三阶段:进行制备双稀土转化膜的实验,探究反应机理,并进行优化工艺。
时间安排:4周。
4. 第四阶段:利用SEM、XRD、EDS等表征手段对双稀土转化膜进行表征,分析膜的微观结构和化学成分。
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磷 化膜 对 镁 合 金 的 长效 防腐 相 反 有破 坏 作 用 一 。Amy L
Ru d d等研究表 明口 ,铈基 、镧基 及镨 基 转化 膜 可 提高 纯 镁及 WE 4 3 镁 合金 的 防腐性 能 ,且铈 基转 化 膜 相 比而 言 ,
大 量研பைடு நூலகம் 表明植酸转 化膜 可提 高镁合 金 的防腐 性 能一
这严重影 响了其防腐性能 的提高 。
。
但通过 电镜 扫描图可知植酸转化膜表面存在 着较大的裂纹 ,
从 以上 可以看出 ,单一 的稀土 转化膜 及植 酸转 化膜 对
3 . 5 氯化钠溶液 中的析氢速率及极化 曲线 ,辅助 电极 为铂
摘 要 :为了进一 步提 高镁合金 转化膜防腐性 能的影 响 ,将铈基 转化 复合 于在 AZ 3 1 B镁 合金植 酸转化 膜表 面,制备 了
一
种铈 基 一 植 酸 复 合 转 化 膜 ,应 用析 氢 实验 、Ta f e 1 分 析 方 法及 S E M 、E D S对 AZ 3 1 B镁 合 金 不 同转 化 膜 的 防 腐 性 能及 表
理成本高 。磷酸盐 一锰 酸盐转 化膜耐 蚀性 与铬 酸盐转 化膜
的相当 ,但 由于成本 问题 目前还不 可能得 到广泛应 用_ 4 ] 。
磷 酸盐化学转化膜不含铬离子 ,而且工 艺简单 ,成本低 廉 , 能耗低 。研 究 表 明锌 系磷 化 膜 可 提 高 镁 合 金 的 防 腐 性
仪表 、计算机 、手动 工具及照 相机部 件等 方面 得到 日益广
泛 的应用一 。但是 ,镁 合金 较差 的耐蚀 性 成为 制约 其扩 大应用 的一个 主要因素 。因此 ,国内外许 多科研 院所 都在 积极开展 以提高 其 耐蚀 性 为 目标 的镁 合金 表 面 防 腐研 究
工作 。
中国材料科技与设备 ( 双月刊 )
AZ 3 1 B镁合 金铈基一植酸复合转化膜研究
2 0 1 4年 ・ 第 2期
AZ 3 1 B镁 合 金 铈 基 一植 酸 复 合 转 化 膜 研 究
高焕 方 ,谭 怀 琴 ,黄 国文 ,龙 飞
( 重 庆 理 工 大 学 化 学 化 工 学 院 ,重 庆 4 0 0 0 5 0 )
存进 行下一步实验 。 表1 A Z 3 1 B镁合金 的化 学成 分 ( 质量分数/ %)
作 、成本低等优点 ,应 用较为 广泛 。镁 合金 的化 学转 化处
理主要有铬酸盐处理 、磷 酸盐 一锰 酸盐处理 、磷酸盐 处理 、 稀土盐处理 、植酸处 理等 。铬 酸盐化 学转化 膜 的防蚀 效果 最好 ,其工艺 比较稳 定 ,生产 应用 已久 ,但 铬 酸盐处 理工 艺 中含有六价 的铬离 子 ,毒性大 ,污染 环境 ,且 废液 的处
面微观 结构及成份进行 了研 究。结 果表 明复合转化膜表 面主要 由 C、O、P 、C e 、Mg及 Al 元素 所组成 ,复合 转化膜相 比 于植 酸转化膜及铈基转化膜具有 更好 的致密性 ,从而复合转化膜相 比于植 酸转化膜及铈基转化膜具有更好 的防腐性 能。
关键词 : 植 酸 ;硝 酸 铈 ;镁 舍 金 ; 复合 转化 膜 ;防 腐 中 图分 类 号 :TG1 7 4 . 4 文 献 标 识 码 :A
电极 ,参 比电极为饱和甘汞 电极 ( S C E) ,工作 电极 为镁 合 金复合转 化膜 ,工作面积为 2 . 6 8 c m2 ,扫描速率 为 5 mV / s , 以 自腐蚀 电位 为基点从 一3 0 0 mV扫 到+3 0 0 mV。应用荷 兰 F E I 公司 Q u a n t a 2 0 0 型 扫描 电镜测试 复 合转化 膜 的表 面微
具 有最 佳 的防腐性 能 。I I i L i n g j i e等研 究 了铈 基 转化 膜 的
形 成过程以及防腐性能口 1 ] ,结果表 明 由于铈基 转化膜 的附 着力较 差 ,其对提高 A Z 3 1 镁合 金的防腐 性能 的作用有 限。
1 . 2实 验 方 法
应用 析氢实验 装置[ j I ] 及 瑞士 万通 P GS TA T1 2 8 N 型 电 化学 工 作站 测试 AZ 3 1 B镁 合金 复合 转化 膜 在质 量分数 为
1 实 验
1 . 1不 同转化膜的制备
实验所用 试样为 5 0 mm×3 0 m m×l mm 的 AZ 3 1 B镁合
金 ,其化学成分为如表 1 所示 。实验所用试剂均为 化学纯 。 试样用 4 0 0 #,8 0 0 #,1 2 0 0 #水 砂纸逐 级打磨 平整 ,然后 依次用超声波去离 子水洗 ,去离子水 漂洗 ,热风干燥 后密
化学转化工艺 因设 备简单 、投资 少 、能耗 少 、容 易操
封保 存备用 。铈基转化膜 的制备技术参数为 :转化液 p H=
3 、双氧水浓度 为 4 mL / L、硝酸铈浓度为 0 . 0 2 mo l / I 、转化 时间为 3 0 mi n 、转化温度 为 4 O ℃ ;植酸转 化膜 的制备 技术 参 数 为 :植 酸 的 浓 度 为 4 g / L、p H=2 、转 化 时 间 为 4 0 mi n 、转 化温度为 4 O ℃ ;复合转化膜 的制备 技术参数 为 : ① 先在 AZ 3 1 B镁合金 表 面先制 备植 酸转 化膜 ,②用 热风 吹干 ,③ 表面复合的铈 基转化膜 的制备 技术 参数 为 :转 化 液 p H一3 、双氧水 浓度为 4 mL / I 、硝酸铈 的浓度 0 . 0 6 mo l / L 、转化 时间为 3 0 mi n 、转化 温度 为 5 O ℃。所有 的转化实验 都在 水浴锅 中进行 ,制 备好的转 化膜用 热风 吹干并 密封保
0 引 言
镁合金 具有 比重小 ,比强度 、比刚度高 ,阻尼性 、切 削加工性 、铸造 性能好等 优点 ,是 实际应 用 中最轻 的金 属 结构材料 ,在汽 车、机械 、航 空航天 领域 以及便 携式 电子
实验 、电化学方法 及扫描 电子显 微镜 ( S E M)对 比 了不 同
转化膜 的防腐性能及微 观形貌 。