电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响，为设计、选用阳极氧化工艺提供参考。随着人类环保意识的增强，未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质。     

电参数对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

阳极氧化是提高镁合金耐蚀性的一种有效方法,选择的电参数对氧化膜性能影响很大。介绍了电参数如频率、占空比、电流密度、终电压等的概念,推导了占空比与电流密度的关系,并综述了电参数对阳极氧化膜性能影响的研究进展。随着电子技术在氧化电源上的广泛应用,氧化设备的发展趋势为更加智能化以及频率越来越高。     

恒压阳极氧化对镁合金氧化膜的影响

    研究了恒压条件下,电压对阳极氧化膜性能的影响.结果表明:恒压10V的阳极氧化,阳极表面没有电火花的产生,类似于普通的阳极氧化;而恒压15、20、25 V的阳极氧化,阳极表面有电火花产生,是微火花放电阶段;恒压10、15、20、25 V制得的阳极氧化膜主要成分是MgO,同时含有Al₂O₃以及Na4(AlSiO₄)₃(OH)、Al₂SiO₅、SiO₂等;从10 V到20 V,随着电压的提高,试样耐蚀性提高;25 V时电火花的强度较大,放电气孔平均孔径较大,降低了有效厚度,耐蚀性下降.     

电解液组成对镁合金阳极氧化膜性能的影响

阳极氧化处理是提高镁合金耐腐蚀性能的有效方法。在阳极氧化工艺中,电解液组成对镁合金氧化膜的性能有着至关重要的影响。本文概述了近年来该领域内有关电解液组成的研究进展,期望为镁合金阳极氧化工艺研究提供参考。     

有机添加剂对镁合金阳极氧化膜性能的影响

镁合金作为一种轻质工程材料,具有密度低、比强度和比刚度高、减震性好、导电导热性好、磁屏蔽性能优良等特点,在航空、汽车、通讯和光学领域具有很大的应用前景[1～3].但是镁的化学性质活泼,即使在室温下也会发生氧化腐蚀[4,5],阻碍其在工业     

葡萄糖对镁合金阳极氧化膜性能的影响

研究由NaOH、Na2SiO3、Na2B4O7组成的电解液体系中不同葡萄糖浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜性能的影响。通过电压—时间曲线、Cass盐雾试验、SEM、EDS、XRD、EIS和动电位极化曲线等考察阳极氧化膜的性能和表面形貌。结果表明:葡萄糖可以有效地抑制火花放电,使氧化膜致密,微孔分布均匀及孔径变小;与未添加葡萄糖所形成的氧化膜相比,添加葡萄糖所形成的氧化膜的自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度降低;当葡萄糖浓度为10 g/L时所制备氧化膜的耐蚀性能最优,其自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-1.265 V和1.55×10-8 A/cm2。     

环保型电解质对镁合金氧化膜性能的影响

采用四因素三水平正交实验,系统研究硅酸钠（Na2SiO3）、植酸（C6H18O24P6）、碳酸钠（Na2CO3）和硼酸钠（Na2B4O7）对AZ91HP镁合金氧化膜性能的影响。结果表明,电解液组成和用量对氧化过程和氧化膜性能影响很大。影响氧化最终电压、氧化膜厚度和耐蚀性的因素从大到小依次分别为：C6H1O24P6〉Na2B4O7〉Na2SiO3〉Na2CO3、Na284O7〉Na2SiO3=Na2CO3〉C6H18O24P6和C6H18O24P6〉Na284O7〉Na2SiO3〉Na2CO3。最佳耐蚀性时的环保型工艺配方为：Na2SiO38g／L,C6H18O24P65g／L,Na2CO325g／L,Na284O710g／L,并且氧化膜层耐蚀性与厚度之间不存在简单的相关性。     

镁合金的阳极氧化研究

阳极氧化是镁合金表面改性的有效方法.基于经典的阳极氧化工艺,目前的研究取得了长足的进步,主要表现在电解质溶液成分的改进、电参数的研究、成膜机理、膜层成分和结构的研究,以及后处理等.本文对其进行了详细的综述,同时指出了发展趋向.     

电解质对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

在Na2SiO3和NaAlO2为主成膜剂的硅铝复合电解液中,利用交流脉冲电源对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,研究主成膜剂含量的变化对微弧氧化过程及膜层特性的影响规律。利用扫描电镜(SEM)和膜层测厚仪分别研究了膜层的微观形貌和膜层厚度,通过电化学阻抗谱(EIS)测试膜层在3.5%NaCl中性溶液中的耐蚀性能。结果表明,随着主成膜剂含量的增加,微弧氧化过程中起弧电压和终止电压均呈下降的变化趋势,而膜层耐蚀性则基本呈先增大后降低的变化趋势,膜厚的变化趋势与其耐蚀性一致;Na2SiO3含量的变化对膜层内部致密层和外部疏松层的耐蚀性均有影响,而NaAlO2含量的变化则主要影响膜层内部致密层的耐蚀性;适量的主成膜剂含量是获得致密耐蚀膜层的关键。     

脉冲频率对镁合金阳极氧化膜耐腐蚀性的影响

研究了脉冲频率对阳极氧化膜耐蚀性的影响.采用扫描电镜(SEM)观察阳极氧化膜的微观形貌和厚度变化,采用动电位极化曲线测量方法和中性盐雾试验评价了氧化膜耐腐蚀性.结果表明,阳极氧化膜厚度随脉冲频率增大而增加,在1 300 Hz以下时耐蚀性随频率增大而增加,1 000 Hz时耐蚀性最好,当频率达到1 300 Hz时氧化膜裂纹增多,耐蚀性下降.     

电流模式对镁合金微弧氧化膜性能的影响

采用Tagnite工艺，研究了3种电流控制方式：恒流、单脉种（正脉冲）以及双脉冲（正、负脉冲）对AZ91HP镁合金氧化膜性能的影响。3种控制方式制得的氧化膜，表面均匀结构致密，双脉冲时单位面积孔的数量最少，恒流和单脉冲没有明显的区别。对比3种氧化膜孔的均匀性，双脉冲最均匀，恒流最差。利用EDS对氧化膜成分进行分析，氧化膜中均含有硅、氧、镁和氟等。盐雾实验表明，双脉冲方式得到的氧化膜耐蚀性最好，恒流方式最差。     

生物医用镁合金表面改性涂层研究进展

镁合金凭借其优异的生物安全性、良好的载荷传递性及独特的降解性,在医用植入领域表现出巨大的应用潜力和发展前景。然而镁合金在生理环境下的腐蚀溶解速率过快,导致材料力学性能衰减加速进而过早失效。表面改性作为镁合金耐蚀性能提升的重要途径,不仅能通过表层物理屏障的形成来减缓金属材料的溶解速率,还能抑制合金内部腐蚀电偶反应的强烈程度及调控其生物相容性。概述了典型表面改性工艺的技术优势,包括涂层在合金表面的多覆盖度、高膜层厚度、强附着力以及良好生物相容性等。同时归纳了几种表面改性工艺所存在的问题,包括较差的长期耐蚀性、低应力承受能力以及技术安全性等。在此基础上,重点综述了近年来镁合金表面改性涂层的最新研究动态,其中简要介绍了化学转化、微弧氧化、等离子喷涂等几种常见的表面改性涂层形成机制。系统阐述了涂层对镁合金降解过程和生物相容性的影响规律,以及部分元素或粒子对涂层微观结构以及生物性能的作用机理。最后展望了医用镁合金表面改性涂层的发展方向。     

镁合金表面防腐蚀超疏水涂层制备研究进展

镁合金是一种有发展前途的绿色工程金属材料，但其较差的抗腐蚀性能限制了它的大规模应用。对镁合金表面进行超疏水处理，能够极大地提高镁合金的耐腐蚀性能。当超疏水试样浸泡在腐蚀溶液中时，该结构将在腐蚀介质中形成固-气-液界面层，减少镁合金表面与腐蚀介质之间的接触面积，从而降低腐蚀速度。超疏水表面需要满足微纳米结构和低表面能2个必要条件。可以采用二步法或一步法在镁合金表面制备超疏水表面，详细介绍了在镁合金表面构造微纳米结构的方法，包括激光处理、机加工、化学刻蚀、化学镀、电化学沉积、阳极氧化、微弧氧化、水热合成和喷涂等方法。超疏水表面一旦受到机械损伤，微纳米结构无法满足条件，超疏水表面的“气垫效应”消失，腐蚀介质就会直接与微纳米结构接触，因此需要保证构建的微纳米粗糙结构对镁基体具有良好的保护作用并具有自愈功能。通过制备复合涂层，提高下层微纳米结构的自愈合性能，上层涂层的超疏水性与下层涂层的良好物理屏障能力的协同效应可以改善涂层的长久耐腐蚀性能。综述了在镁合金上制备具有良好耐腐蚀性能的复合超疏水表面的方法，并对镁合金超疏水表面防护技术的研究方向进行了展望。     

Advance in Antibacterial Magnesium Alloys and Surface Coatings on Magnesium Alloys:A Review

Magnesium(Mg) alloys as a bioabsorbable light metal have shown great clinical potential as bone replacement implants.In this review,the categories,progress in cutting-edge preparation technologies and antibacterial mechanisms of Mg alloys and considerable numbers of corrosion-resistant and functional coatings are summarized.The relationship among the microstructure(grain size,intermetallic compounds),biocorrosion resistance and biocompatibility for antibacterial Mg alloys is discussed.The challenge and outlooks of biomedical Mg alloys and coatings are proposed from an antibacterial perspective.     

合金元素对镁合金耐热性能的优化作用及机理

论述了耐热镁合金的研究现状.介绍了锂、硅、钙、锡、铋、锑、银、钍、稀土以及其中的钕、锆元素对镁合金性能尤其是耐热性能的作用及影响机理,总结了提高镁合金高温性能的途径.最后指出发展耐热镁合金的主要方向.     

合金元素对镁合金的性能影响研究

研究了新型镁铝锌合金的性能,分析了不同含量的Al、Zn、Pb等元素对镁合金性能的影响.结果表明,随着Al含量的增加,合金的冲击韧性下降而硬度提高;随着Zn含量的增加,冲击韧性和硬度都下降;而随着Pb含量的增加,合金的冲击韧性和硬度都提高.     

电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响

研究了硅酸盐体系微弧氧化过程中,电源电压增幅对放电火花形态及AZ91D镁合金膜层的厚度、表面形貌和耐蚀性有影响。结果表明,随着脉冲电压增加,电弧的弧斑亮度增强、尺寸变大,但数目减少,大弧倾向增加;微弧氧化膜层的厚度增厚,但成膜速率降低;膜层表面熔融物颗粒增大,表面孔径增加,粗糙度增加;腐蚀率呈现出先减小后增加的趋势。当电压增幅为100~150 V时,其过程稳定性、成膜速率、膜层外观质量和耐蚀性等方面的综合性能相对最优。     

Microstructure and Properties of Hydroxyapatite-Containing Ceramic Coatings on Magnesium Alloys by One-Step Micro-Arc Oxidation

Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces - Mg and its alloys are considered as biodegradable metallic implant materials, are attracting great attentions. However, the corrosion...     

医用稀土镁合金微观组织特征及力学行为研究进展

近年来,镁合金作为生物医用金属材料受到了广泛关注,但其较差的力学强度极易导致植入物在服役周期内崩塌断裂,严重危及患者生命安全。稀土微复合金化作为当下提高可降解镁合金力学性能的有效措施,在消除镁合金杂质元素、净化熔体的同时,还可以起到促进动态再结晶、形成长周期堆垛有序相等作用。因此,本文从稀土镁合金微观结构转变及其与力学性能的基本关联出发,综述了近年来医用稀土镁合金组织特征及力学性能的研究进展,深入发掘了稀土元素、第二相及镁合金力学性能之间的本质关联,详细阐述了连续动态再结晶对稀土镁合金的强韧化机理,全面叙述了稀土元素诱导长周期堆垛有序结构对镁合金力学性能的影响规律。最后,本文对医用稀土镁合金未来的发展方向进行了展望。