AZ31B可降解镁合金的研究

研究了铸态、挤压态及热处理态AZ31B镁合金的力学性能和耐蚀性能，选出性能最优的AZ31B镁合金，植入动物下颌骨处进一步研究其在体内的降解行为及其降解产物对动物体的影响。研究结果表明，AZ31B镁合金经过挤压和固溶时效处理可以提高其力学性能和耐腐蚀性能．将处理后的AZ31B镁合金植入兔下颌骨后发现，材料降解未对动物体造成不良影响，并且降解过程不会影响下颌骨骨折固定的稳定性。因此，可降解AZ31B镁合金有望用于制作下颌骨骨折后的内固定系统。     

镁及镁合金腐蚀最新研究进展

镁的平衡电位非常低，耐蚀性差，长期以来阻碍了镁及镁合金的应用，对近十年来国内外关于镁及镁合金的腐蚀行为以及表面防腐技术的研究进行了综述。     

Corrosion resistance of Ca-P coating induced by layer-by-layer assembled polyvinylpyrrolidone/DNA multilayer on magnesium AZ31 alloy

A hydrothermal deposition method was utilized to fabricate Ca-P composite coating induced by the layer-by-layer (LbL) assembled polyvinylpyrrolidone/deoxyribonucleic acid (PVP/DNA)₂₀ multilayer on AZ31 alloy. The surface morphology and compositions were characterized by SEM, EDS, FTIR and XRD. Besides, the corrosion resistance and degradation behavior of the coating were tested via electrochemical polarization, impedance spectroscopy and immersion measurements. Results show that the main components of Ca-P coatings are hydroxyapatite, Ca₃(PO₄)₂ and Mg₃(PO₄)₂·nH₂O. The LbL-assembled DNA and PVP promote the adsorption of Ca-P deposits on the sample surface, and structures and functional groups of the polyelectrolyte in the outermost layer are the primary influencing factor for the induction of the Ca-P coating. Carboxyl groups have the best biomineralization effect among all related functional groups. The enhanced corrosion resistance and adhesion highlight a promising use of (PVP/DNA)₂₀-induced Ca-P coatings in the field of biomedical magnesium alloys.     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

纯镁表面NaMgF3膜层的制备及其耐腐蚀性能

采用4%(质量分数)NaF+冰醋酸溶液常温浸泡的方法,在纯镁表面制备氟化膜层来提高纯镁的耐腐蚀性。研究了冰醋酸浓度和浸泡时间对膜层质量的影响,利用SEM、XRD和EDS等分析了氟化膜层的形貌和结构,采用电化学实验、体外浸泡实验等研究了改性前后纯镁在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:当冰醋酸浓度为5%(体积分数)、处理时间为8 h时,可以得到致密、均匀的NaMgF₃膜层,该膜层由约0.3 μm粒径的颗粒构成。NaMgF₃膜层使纯镁的腐蚀电位提高了740 mV,腐蚀电流密度降低了两个数量级,浸泡过程中的腐蚀产物层更加平整。     

硬脂酸改性镁合金铈钒转化膜的制备与性能

采用硬脂酸对镁合金铈钒转化膜进行改性处理。利用扫描电镜、接触角测试仪、X射线能谱仪和红外光谱仪对改性膜层的微观结构、表面润湿性能以及化学组成进行分析,并通过防黏附和电化学实验研究膜层的自清洁行为以及耐腐蚀性能。结果表明:硬脂酸对铈钒转化膜的改性处理,不仅对转化膜的裂纹起到修补作用,并且通过接枝硬脂酸的疏水长链使改性膜层表面转化为超疏水性。8h常温浸泡后得到的改性膜层,表面接触角达154.6°,并表现出良好的自清洁性;耐腐蚀能力与原铈钒转化膜相比,膜层电阻R_(coat)提高25倍,自腐蚀电流密度i_(corr)降低2个数量级,其耐蚀性能得到显著提升。     

镁合金无铬化学转化工艺研究

镁合金的耐蚀性差,用铬酸盐法处理污染环境.用正交试验法研究了一种适合于AZ91D镁合金的无铬化学转化膜成膜工艺,可获得白色均匀的膜层.优选了转化液组分含量、pH值及转化时间等工艺条件,用扫描电镜和X射线衍射法观察分析了转化膜的微观形貌和相结构,用点滴法和盐水浸泡法对膜层耐蚀性能进行了评价,并与铬酸盐转化膜进行了比较,二者耐蚀性相当.     

AM60镁合金Cr涂层制备及其耐腐蚀性研究

为了提高AM60镁合金的耐腐蚀性能,采用机械涂覆的方法在合金表面制备Cr涂层。通过XRD、视频显微镜、SEM、显微硬度分析等方法对表面涂层的物相、截面形貌、涂层的显微硬度等进行表征,利用电化学工作站对涂覆Cr前后的AM60镁合金的耐蚀性能进行分析。结果表明:AM60镁合金表面成功涂覆了Cr涂层,所制备涂层与基体结合致密,涂覆效果较好;同时,涂层的显微硬度高达到1 132 HV,较基体提高了1.96倍;球料比为10∶1和20∶1时,球磨时间为20 h和15 h时所制备的膜层耐腐蚀性能较好,和基体相比,所制备样品的自腐蚀电流密度均降低了3个数量级,自腐蚀电位均大幅提高,阻抗谱半径也均增加,在模拟海水中的耐腐蚀性能都得到明显改善。因此,在该实验条件下,Cr涂层的最佳制备工艺为:球料比为10∶1,球磨时间为20 h。     

ZM6铸造镁合金微弧氧化膜层性能研究

针对ZM6铸造镁合金,为获得综合性能优异的陶瓷膜层,在硅酸钠和氢氧化钠的碱性溶液中,用双向脉冲电源进行微弧氧化处理。采用环境扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)研究陶瓷膜层微观形貌及组成,采用拉伸法、中性盐雾试验、轴向加载疲劳试验等方法研究附着力、耐蚀性及疲劳性能等。结果表明:陶瓷膜层大致由表层疏松层、中间致密层以及内部过渡层组成,表层疏松多孔,过渡层与基体紧密结合。陶瓷层与基体结合好,附着力大于50MPa;微弧氧化处理后,大幅度提高合金耐腐蚀性能,中性盐雾大于336h;陶瓷膜层使基体疲劳性能降低18%。     

AZ91D镁合金表面植酸转化处理

为了进一步优化镬合金表面植酸转化膜的性能,通过正交试验获得了最优工艺,制备了耐蚀性优良的转化膜.采用扫描电子显微镜和能谱仪对转化膜的微观形貌和成分进行了分析,通过点滴试验、极化曲线和电阻抗谱对植酸转化膜的耐腐蚀性能进行了研究.结果表明:植酸转化膜主要由Mg,AJ,O,P,C和Na元素组成;膜层可显著改善镁合金基体的耐蚀...     

镁合金的表面处理

镁合金密度小,强度高,广泛应用于航空、航天、运输、化工等领域。综述了金属镁及镁合金的性能,镁合金的腐蚀防护原理及目前的研究现状。介绍了镁合金表面处理的几种方法以及未来发展方向。     

氧氮化硅/碳化硅材料在镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为

研究了氧氮化硅结合碳化硅(Si2N2O/SiC)材料在纯镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为.扫描电镜显示,金属与氧氮化硅结合碳化硅材料之间有一个很薄的过渡层,基体内部无金属渗入;X射线衍射分析表明,氧氮化硅结合碳化硅材料表面的SiO2与金属液之间发生了反应,形成了腐蚀产物层,SiC和Si2N2O未受到侵蚀;侵蚀动力学表明,当试样表面的SiO2消耗完毕、腐蚀产物在试样表面形成致密的覆盖层以后,试样几乎不再发生明显的侵蚀.     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的微观结构、相成分和耐腐蚀性能

为获得耐腐蚀性优良的镁合金表面膜层,在含5 g/L硅酸钠、2 g/L磷酸钠和1 g/L氢氧化钠的复合溶液中,用自制设备对AZ91D镁合金进行了微弧氧化.利用扫描电镜和X射线衍射分析了AZ91D 镁合金表面微弧氧化陶瓷膜的表面形貌、截面结构和相组成.结果表明:AZ91D 微弧氧化陶瓷膜由疏松层和致密层组成,疏松层陶瓷膜疏松,厚度较大,且存在一些孔洞;致密层陶瓷膜与基体金属结合紧密,陶瓷膜主要由MgO,Mg2SiO4,Mg3(PO4)2和MgAl2O4组成.在3.5%的NaCl溶液中,微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位为-1 390 mV,而镁合金基体的为-1 540 mV,表明经微弧氧化处理后AZ91D 镁合金的耐蚀性有较大提高.     

AZ91D镁合金表面Ni-P化学镀层的微观组织与性能

以直接化学镀的方法在AZ91D镁合金表面制备了光亮、均匀、致密、厚度达40μm的Ni-P合金镀层,用现代分析技术分析了镀层的微观形貌、组织成分、显微硬度、结合力以及耐蚀性能.结果表明:Ni-P镀层属于中磷镀层,微晶结构,表面形貌呈胞状;镀层与基体结合良好;镀层的显微硬度比基体提高了4倍;镀层与抛光基体的结合力比未抛光的高,基体表面保持机加工状态的镀层破坏临界载荷为80.6 N;镀层具有较好的耐蚀性能.     

In vitro corrosion of Mg-6Zn-1Mn-4Sn-1.5Nd/0.5Y alloys

The microstructure evaluation, surface morphology, chemical compositions and phase analysis of the biomedical Mg-6Zn-IMn-4Sn-1.5Nd/0.5Y （ZMT614- 1.5Nd/0.5Y） alloys were investigated by means of optical microscopy, EPMA, X-ray EDS, XRD and FTIR. The corrosion behavior was evaluated using weight-loss measurement, hydrogen evolution, electrochemical and pH measurements, The results demonstrate that the microstructure for both ZMT614-1,5Nd alloy and ZMT614-0.5Y alloy is characterized by α-Mg and intermetallic compounds, most of which are distributed along the grain boundaries. These second phases contain Mg2Zn, Mg2Zn11, Mg2Sn and single metal Mn, together with Mg12Nd phase for the ZMT614-1.5Nd alloy, and with Mg24Y5 phase for the ZMT614-0.5Y alloy. Honeycomb-like corrosion product layers form. The corrosion resistance of the ZMT614-0.5Y alloy is higher than that of the ZMT614-1.5Nd alloy, which is ascribed to the addition of the element Y into the alloy delaying the corrosion initiation in comparison to that of Nd element in the alloy.     

ZA83镁合金的表面磷化处理

设计了三种磷化液:基础配方(磷酸盐+高锰酸盐)(1)、基础配方添加氟化钠(2)和基础配方添加柠檬酸(3),并借助金相显微镜、扫描电镜(附有EDXS)及电化学测试系统研究了三种磷化液在ZA83镁合金表面所成磷化膜的组织及耐蚀性。结果表明,3号磷化液的成膜速度相对较快,形成的磷化膜组织较为致密,并且耐腐蚀性能最好,其腐蚀电流密度约比未磷化试样小一个数量级。磷化膜在晶内的厚度大于晶界,其主要组成是Mg、K、Mn的磷酸盐。     

AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层表面Mg(OH)2膜层的制备及耐蚀性

采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg ²⁺与水热溶液中的OH ^-结合形成Mg(OH)₂纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)₂将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)₂/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)₂/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)₂/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。     

镁合金微弧氧化及后续涂装耐盐雾腐蚀的研究

对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,并在其基础上进行不同的后续表面处理,通过中性盐雾试验分析比较了几组表面处理结合方法对镁合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:微弧氧化陶瓷层与电泳漆膜相结合的防护体系耐腐蚀性能最好.这与微弧氧化膜改善了镁合金表面的显微结构从而与有机涂层有良好的吸附和嵌合作用的特点有关.采用微弧氧化及合理的后续处理工艺完全可以满足高耐腐蚀性的要求.     

AZ31镁合金酸性化学镀Ni-Co-P层的耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐蚀性,以酸性化学镀的方法在AZ31镁合金表面制备了Ni-Co-P镀层。分别用XRD,SEM和EDS对镀层的结构、表面形貌和成分进行了分析,并用点滴试验和电化学方法测试了镀层的耐蚀性。结果表明:酸性化学镀Ni-Co-P层为非晶态胞状结构,镀层中P含量可高达9.41%,远高于碱性镀层;AZ31镁合金镀覆Ni-Co-P合金层后腐蚀电流比基体降低3个数量级,其耐蚀性能显著提高。