新型镁合金在生理体液环境下腐蚀行为评价

研究了2种新型医用植入镁合金材料(Mg-6%Zn和Mg-6%Zn-2%Y合金)在生理盐水和林格试液(人体模拟体液)中的腐蚀行为,来评价其作为医用植入材料的服役情况.实验结果表明:在中性介质环境下,镁合金很快被腐蚀.随着介质溶液pH值的提高,镁合金表面能够形成厚的Mg(OH)2沉淀膜,阻止腐蚀的深入.镁合金在林格试液中的...     

压铸镁合金AZ91D在酸性NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了压铸镁合金AZ91D在酸性NaCl溶液中的腐蚀行为,并用扫描电镜观察了腐蚀形貌,对腐蚀产物进行了能谱分析.研究结果表明:在酸性溶液环境下,随着Cl-浓度的升高,镁合金的平衡腐蚀电位降低,线性阻抗减小,腐蚀电流增大;随着pH值的减小,晶界出现腐蚀开裂现象;富Al相的耐蚀性高于基体相,在酸性环境中,腐蚀产物主要为MgO和Mg(OH)2     

磷酸钠在NaCl溶液中对AZ31镁合金的缓蚀作用

采用电化学阻抗法、动电位极化曲线法、全浸泡失重法和扫描电镜,研究了在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中磷酸钠(Na3PO4)对AZ31镁合金腐蚀的抑制作用。结果表明:Na3PO4对3.5%Na Cl溶液中的AZ31镁合金具有缓蚀作用,其缓蚀率随着Na3PO4含量增大逐渐提高,当Na3PO4质量浓度为1.0 g/L时,缓蚀率达到81.5%。结合扫描电镜分析表明,Na3PO4在镁合金表面形成含有Mg(OH)2和Mg3(PO4)2的保护层,这层致密的膜减少了基体与Cl-接触,抑制了镁合金的阳极反应。     

压铸镁合金AZ91D在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了压铸镁合金AZ91D在碱性NaCl溶液中的腐蚀行为,并用扫描电镜观察了腐蚀形貌,对腐蚀产物进行了能谱分析.结果表明：在强碱性pH=12的环境下,当Cl-的浓度低于0.1 mol/L时,合金表面可以形成较稳定的钝化膜;随着Cl-浓度的增加,点蚀电位逐渐降低;富Al相的耐蚀性高于基体相,在碱性环境中,腐蚀产物主要为Mg(OH)2和MgO.      

镁合金表面预处理对电沉积锌镀层界面形成与镀层生长的影响

采用SEM、EDXS、XPS及电化学测试方法对镁合金表面镀锌电沉积过程中的界面反应及镀层生长规律进行研究.结果表明,采用前处理方法后,镁合金表面膜的成分由Mg(OH)2/Mg(OH)HCO3转变为MgF2+Zn,有效地抑制了镁在电镀液中的腐蚀,促进了锌在电极表面的形核与生长,获得的锌镀层与基体结合力优良.采用计时电流法对锌镀层电结晶的研究发现:低过电位下电极表面经历了两次形核过程,镀层沉积物颗粒显得致密,而高过电位下电极表面只经历了一次形核过程,镀层沉积物颗粒变得松散.     

快速凝固与普通凝固Mg-Zn-Y镁合金的耐腐蚀性能

采用失重法研究了快速凝固与普通凝固Mg-Zn-Y镁合金腐蚀速率的各种影响因素,并用极化曲线测试了它的自腐蚀电位和自腐蚀电流,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果表明,Mg-Zn-Y合金快速凝固后的组织明显细化,合金成分及组织均匀,偏析减少;在室温下,腐蚀速率随着时间的推移先增大后减小,随着pH值的增加而减小,随着氯化钠溶液浓度的增大而增大;在氯化钠溶液体系中的腐蚀形式均由局部腐蚀(点蚀)演变为全面腐蚀,腐蚀后的主要产物是Mg(OH)2。     

压铸AZ91D镁合金在不同pH值的Na2SO4溶液中的腐蚀行为（英文）

研究压铸AZ91D镁合金在不同pH值的0.1mol/LNa2SO4溶液中的腐蚀行为,利用SEM、FTIR及XRD等手段对压铸AZ91D镁合金在Na2SO4溶液中的腐蚀速率、腐蚀产物形貌和腐蚀产物组分进行定量和定性分析。结果表明:压铸AZ91D镁合金在不同pH值Na2SO4溶液中的腐蚀速率顺序从高到低依次为pH2,pH4,pH7,pH9,pH12,酸性溶液的腐蚀速率大于碱性溶液的腐蚀速率;在Na2SO4溶液中,腐蚀产物主要为Mg(OH)2和MgAl2(SO4)4·22H2O,不同的pH值能改变腐蚀速率和腐蚀产物形貌;氯离子和硫酸根离子有不同的点蚀引发时间。     

AZ31镁合金表面一步法合成原位镁铝水滑石转化膜（英文）

通过尿素水解法在AZ31镁合金表面原位合成纳米尺度的层状双金属氢氧化物(水滑石)转化膜,并提出成膜机理。首先,溶解的Mg2+离子沉积形成含有MgC O3和Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O的前驱体膜;然后,前驱体膜在碱性条件下转化为高结晶的Mg(OH)2;最后,Mg(OH)2中的Mg2+离子被Al3+离子取代,Mg(OH)2转化为更稳定的水滑石层状结构,同时层间OH-与溶液中的CO2-3发生离子交换,因此形成水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)膜。结果表明,以互锁的片状纳米结构和离子交换性能为特征的水滑石膜可以有效提高AZ31镁合金的耐蚀性。     

复合电解液中AZ31B镁合金的放电特性及电压滞后

通过计时电位法和电化学阻抗谱技术研究Mg(NO_3)_2+Mg(ClO_4)_2复合电解液中AZ31B镁合金电极的放电性能和电压滞后,并初步探讨了镁合金电极表面腐蚀膜的结构变化。结果表明:AZ31B合金在Mg(NO_3)_2:Mg(ClO_4)_2溶液体积比为72∶28和74∶26时恒流放电曲线平稳,在2.5和6 m A·cm~(-2)放电时稳定电位均可达到约-1.24 V,电压滞后时间为5~8 s;放电后表面膜的化学基团与放电前相同,放电破坏了镁合金电极表面腐蚀膜,造成连续串珠状点蚀坑,其膜电阻消失,电荷转移电阻减小至375Ω·cm~2。     

Sn对Mg合金阳极材料组织及电化学性能的影响(英文)

采用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、结合能谱( EDS )研究了Sn对镁阳极材料显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;并通过恒电流法、动电位极化法、排水集气法等研究了该镁合金的腐蚀行为和电性能。结果表明:合金元素Sn、Pb的加入可以抑制棒状β-Mg17Al12相沿晶界析出,合金晶粒尺寸均匀,随着Sn含量的增大,颗粒相Mg2Sn增多;均匀化处理使大部分β-Mg17Al12相溶解,而残留Mg2Sn和Mg2Pb未溶相;Sn的加入可以提高镁合金自腐蚀电位,降低析氢率,当Sn含量为2wt%时,镁合金阳极的放电电压和电流效率最大。由于镁合金的"负差数效应"使得析氢率随电流密度的增大而增大,当电流密度为10mA/cm2时,电流效率最高,可达88%;腐蚀产物主要成分为Mg(OH)2、SnO2及MgSnO3,且疏松,易脱落,使镁合金阳极的工作电极电位负而且稳定,可促进电池反应深入进行。     

电压对AZ31镁合金微弧氧化涂层微观结构及腐蚀性能的影响

为研究过程参数对镁合金微弧氧化涂层的微观结构及耐腐蚀性能的影响,在AZ31镁合金基体上,采用不同电压,在电解液磷酸三钠(Na3PO4)中制备微弧氧化涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜,分析膜层腐蚀前后的微观组织结构;通过X射线衍射仪(XRD)分析涂层样品腐蚀前后的相组成.采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试对涂层的耐腐蚀性能进行评价.结果表明:AZ31镁合金微弧氧化涂层主要由Mg3(PO4)2,MgO,Mg和少量MgAl2O4组成,腐蚀产物由Mg(OH)2,quintinite和Ca10(PO4)6 (OH)2组成.在电压为325 V,频率3 000 Hz,氧化时间为5 min下制备的微弧氧化涂层具有最致密均匀的微观形貌和最小的腐蚀电流密度,因此表现出最强的耐腐蚀性能.     

AZ31镁合金表面碳钠铝石转化膜的性能(英文)

开发一种环境友好的方法合成碳钠铝石转化膜以提高AZ31镁合金的耐蚀性。该膜由两步法制得:首先将AZ31合金浸泡在一直通CO2气体的Al2(SO4)3溶液中,获得前躯体膜;随后将该前躯体膜浸泡在溶有Al的Na2CO3溶液中以获得碳钠铝石膜。通过环境扫描电镜观察转化膜的表面形貌,并利用EDS能谱和X射线衍射分析其化学成分。采用电化学和浸泡实验来评价该转化膜对AZ31合金的防护作用。结果表明:膜的表面存在网状裂痕,其成分主要为碳钠铝石NaAlCO3(OH)2、Al(OH)3和Al5(OH)13(CO3)·5H2O。该膜能提高Mg基体的自腐蚀电位,并减少其腐蚀电流密度。浸泡实验后,除了局部小区域有个别点蚀坑外,膜基本保持完整;而基体却腐蚀严重。说明碳钠铝石转化膜能很好地保护镁合金。     

含稀土元素的Mg-Al合金在NaCl溶液中腐蚀产物膜的研究

利用多种表面分析手段比较研究了纯Mg和Mg-8Al、Mg-8Al-RE等镁铝合金在Mg(OH)2饱和的3．5％NaCl溶液中的腐蚀产物膜的形貌及结构。发现Al元素的加入使镁合金表面形成含Mg、Al的复杂氧化物，有利于提高镁合金耐腐蚀性，稀土元素RE的加入有利于提高Al元素在氧化膜中的含量，形成具有三层结构的产物膜，进一步提高了Mg-Al合金的耐腐蚀性。     

AZ91镁合金表面制备复合涂层耐蚀性研究

利用电弧喷涂和热扩散技术在AZ91D镁合金表面制备了复合涂层;采用扫描电镜、XRD衍射分析仪、动电位极化曲线测试等方法对复合涂层的微观形貌、相结构组成及在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究与探讨。结果表明,AZ91D镁合金喷涂铝涂层经固态扩散锌处理后,获得了均匀致密的复合涂层,XRD结果显示,涂层由Zn-Al金属间化合物Zn Al2O4、Mg2Zn11及Al、Zn构成;极化曲线结果显示,复合涂层的自腐蚀电位正移到-1.36V,较AZ91D镁合金基体及铝涂层试样分别正移了约230、130m V;复合涂层自腐蚀电流密度4.7×10-5A·cm-2,较基材自腐蚀电流密度3.9×10-4A·cm-2降低。动电位极化曲线测试结果显示,形成的复合涂层组织极大地提高了AZ91D镁合金表面的耐腐蚀性能。     

热镀锌铝镁镀层的切边保护性能和耐腐蚀机理

采用SEM观察了成分不同热镀锌合金镀层的微观结构和镀层腐蚀后的表面形貌,用电化学和循环腐蚀试验分析镀层钢板的腐蚀行为和耐蚀性能,并用XRD分析镀层表面腐蚀产物的相组成。结果表明:热镀锌铝镁镀层中Al、Mg及Zn2Mg相的存在可以使镀层表面形成稳定的化合物,降低电化学试验时镀层的电流密度和溶解速度;镀层中的共晶相可以使Mg元素在镀层中均匀分布,从而抑制阴极反应;镀层腐蚀后形成的Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O是不溶性的胶状腐蚀产物,可以有效隔断镀层与外界物质间的电子传输。腐蚀初期,Zn2Mg优先溶解,为腐蚀产物提供足够的Mg元素,部分Mg元素进入Zn的腐蚀产物中,形成Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O。而Al3+和Mg2+的存在可以降低镀层中Zn4CO3(OH)6·H2O脱水形成无保护作用Zn O的趋势,增加Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O等腐蚀产物的量,且Zn5(OH)8Cl2·H2O和Zn4CO3(OH)6·H2O填充于腐蚀缝隙中可以进一步阻止腐蚀的发生,使得镀层表面获得更低的电位,因而对阳极的分层扩散驱动力变小,降低切边部位在长期腐蚀中的溶解情况,提高镀层的耐蚀性能和切边保护性能。     

固溶处理对Mg-6Al-5Pb-1.5In阳极腐蚀电化学性能的影响

在3.5%NaCl(质量分数)溶液中测定铸态和经固溶处理的Mg-6Al-5Pb-1.5In镁合金阳极的腐蚀电化学性能,采用金相(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分别研究其显微组织、截面腐蚀形貌及相组成。结果表明:固溶后β-Mg17Al12相基本溶入α-Mg基体,降低微电偶腐蚀中阴极与阳极的面积比,增大阳极自腐蚀速率;Mg2Pb相的自腐蚀电位比镁基体正,固溶后Pb以Mg2Pb相析出,阳极表面腐蚀后晶粒中央的Mg2Pb相并没有被腐蚀。Al含量是决定镁阳极中各相腐蚀速率的关键,相表面形成的保护膜中Al含量越高,对基体保护性能越好。     

激光冲击强化对AZ31和AZ91镁合金表面形貌和电化学腐蚀性能的影响

为了研究激光冲击强化对镁合金表面形貌和电化学腐蚀性能的影响,采用电化学方法和钕玻璃脉冲激光(波长1064 nm,脉冲宽度20 ns)研究AZ31热轧板和AZ91-T6铸造镁合金在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的动态极化曲线和电化学阻抗谱特征,并对镁合金三维表面形貌、腐蚀试样宏观形貌、自腐蚀电位和电化学阻抗谱进行测试与分析。结果表明:激光冲击改善AZ31热轧板和AZ91-T6镁合金的耐蚀性。当激光功率密度处于0.6~0.9GW/cm2区间,镁合金腐蚀电位和电流密度分别出现峰值和谷值;当功率密度不小于1.0 GW/cm2时,镁合金腐蚀电位和电流密度分别正负移动,与冲击表面的形变、钝化膜和形貌密切相关。     

镁合金化学镀镍预处理过程表面状况的研究

采用重量损失、扫描电镜和X射线光电子能谱等方法对镁合金化学镀镍预处理的表面状况进行了研究。结果表明,镁合金在碱性除油和活化阶段由于表面上Mg(OH)2和MgF2膜层的形成,受到的腐蚀很小。不同配方的酸性浸蚀溶液导致不同的腐蚀程度和表面形貌,浸蚀后表面形成的含CrOOH的膜层在活化后消失。     

AZ91D镁合金在硫酸盐溶液中的腐蚀行为

通过对比分析太阳能用压铸AZ91D合金在3.5%的NaCl溶液,0.5mol/L的Na2SO4溶液和0.5mol/L的MgSO4溶液中的腐蚀行为,系统研究了SO42-离子对AZ91D合金腐蚀行为的影响。结果表明,Mg(OH)2和Mg6Al2(OH)18·5H2O相是合金在溶液中的腐蚀产物。AZ91D合金在3种溶液中的腐蚀速率从大至小依次为:NaClMgSO4Na2SO4;AZ91D合金在NaCl溶液中发生了点蚀,而在Na2SO4溶液和MgSO4溶液中以均匀腐蚀为主。     

超声辅助镁合金镁铝水滑石膜制备及性能

采用超声辅助工艺在AZ91D镁合金表面制得了镁铝水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)转化膜,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了膜层的表面形貌和成分,利用极化曲线和交流阻抗(EIS)来评价该转化膜对镁合金的防护作用,研究了超声波对膜层质量的影响规律。结果表明,超声辅助处理工艺能够有效地缩短成膜时间,但长时间处理会使膜层出现局部破裂。超声辅助酸碱浸泡2 h试样(US1+1 h)表面形成了较为连续、致密的水滑石膜,该膜层能明显提高镁基体的自腐蚀电位,并减小其腐蚀电流密度,腐蚀速度约为镁基体的1/20。