镁合金表面处理的研究进展

综述了热喷涂、表面激光熔覆、化学转化膜、阳极氧化、等离子微弧氧化、表面渗层处理、表面电镀、迭克罗表面涂层和协合涂层等方法在镁合金表面处理中的应用，总结并展望了镁合金表面处理的发展趋势。     

镁合金表面改性技术的研究现状及趋势

简要论述了能有效提高镁合金耐蚀性能的表面改性技术的研究现状及各自的优缺点,包括化学转化膜、阳极氧化、微弧氧化、激光表面处理、化学镀镍及机械研磨化学镀。机械研磨化学镀是一种提高镁合金耐蚀性的最有效的方法,将成为镁合金表面改性技术的一个重要发展方向。     

可生物降解镁及镁合金表面改性研究进展

生物医用镁及镁合金可降解吸收,具有良好的生物相容性,弹性模量与人体骨接近,是理想的人体植入物材料。在体液环境中,医用镁合金腐蚀速率较快,常常导致植入物过早失效。对镁合金表面进行适当改性,可调控合金降解速率、提高生物相容性。最常见的表面改性方法是在镁合金表面生成保护性涂层,这些涂层主要包括可降解高分子涂层和一些无机涂层。综述了近几年可生物降解镁及镁合金的表面改性涂层及改性技术的最新研究动态,探讨了镁及镁合金表面制备无机涂层和可降解高分子涂层的一些改性方法;简要介绍了阳极氧化、微弧氧化、离子注入、溶胶-凝胶、等离子喷涂及化学沉积等表面改性方法的原理,并比较其优缺点;提出了可生物降解镁及镁合金表面改性涂层研究中面临的问题,并展望了未来发展方向。     

镁合金腐蚀与防护的研究现状

对镁合金的腐蚀机理进行了分析,包括高温氧化、电偶腐蚀、应力腐蚀开裂、疲劳腐蚀等。总结了影响镁合金耐蚀性的因素。对镁合金表面防护技术进行了概述,包括在表面制备阳极氧化/微弧氧化膜、制备金属/有机涂层、气相沉积、激光表面处理以及离子注入改性,指出了开发具备高强、耐磨、耐蚀的新型镁合金的发展趋势。     

镁合金的表面处理及其发展趋势

综述了镁合金的化学转化膜，阳极氧化，微弧氧化以及化学镀等表面处理方法，总结了镁合金防护中的发展趋势。     

微弧氧化增强镁合金钼酸盐转化膜层的制备

目的提高钼酸盐转化膜的耐腐蚀性能,制备微弧氧化增强的钼酸盐膜层。方法采用化学转化法和微弧氧化法在AZ91D镁合金表面制备钼酸盐转化膜、微弧氧化膜和微弧氧化增强的钼酸盐膜层,研究了膜层的电化学行为和腐蚀失重情况,利用SEM、EDS、XRD和激光共聚焦显微镜对膜层的表面形貌、元素组成、物相组成和粗糙度进行分析。结果 XRD分析表明,钼酸盐膜层经过微弧氧化处理后,所得膜层较微弧氧化膜层多出新相MoSi_2。钼酸盐转化膜层经过微弧氧化处理后,相比于微弧氧化膜层,表面变得平整光滑,孔洞微粒变小,粗糙度降低。钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中浸泡48 h,膜层失重最低。通过电化学测试,微弧氧化增强钼酸盐膜层的腐蚀电位较钼酸盐转化膜的腐蚀电位正移0.643 V,较微弧氧化膜的腐蚀电位正移0.419 V,腐蚀电流密度较钼酸盐转化膜降低了3个数量级,较微弧氧化膜降低了1个数量级。结论钼酸盐转化膜经过微弧氧化处理后,膜层的耐腐蚀性能优于钼酸盐转化膜和微弧氧化膜,使镁合金的应用前景有所提高。     

镁合金表面改性技术现状研究

镁在自然界中含量丰富,在地壳金属元素中储量排名第三位,是最轻的金属结构材料之一.镁合金的密度为1.74 g/cm3,比强度高达134,兼具韧性好、减震性强、热容量低、压铸性能好以及切削加工性能优良等优点,在军工、航天航空以及汽车等领域上有广泛应用.由于镁的电负性极强,稳定性不好,易被腐蚀,因而需要对镁合金表面进行处理才能适应实际应用的要求.镁合金表面改性是改善镁及其合金耐蚀性、提高使用寿命、扩大应用领域的重要技术手段之一.综述了镁合金表面改性技术的研究现状,介绍了化学转化处理(化学氧化处理)、电镀和化学镀、阳极氧化和微弧氧化、激光表面处理、热喷涂以及有机涂层等方法 的原理、优点以及存在的问题,并简要介绍气相沉积、离子注入、达克罗涂层等表面改性技术,最后分析了镁合金表面改性的发展趋势,认为镁合金表面改性技术应朝着低污染、低成本、高效率、多技术复合的方向发展.     

AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性

采用微弧氧化与有机镀膜技术对AZ31镁合金进行复合表面改性,分别对微弧氧化膜的形成过程及表面特征、微弧氧化膜表面有机镀膜过程、微弧氧化膜与复合膜的润湿性及耐腐蚀性进行研究.结果表明镁合金经微弧氧化改性后,由于表面具有微纳多孔粗糙结构,同时具有较高的表面自由能和极性分量,与蒸馏水接触时存在较强的范德华力和毛细管吸附力,且对强极性水分子具有很强的相溶性,使其蒸馏水的静态接触角接近0°,表现为超亲水特性;而微弧氧化膜表面再经有机镀膜复合改性后,具有较低的表面自由能,对强极性水分子具有一定的排斥作用,使其静态接触角达到113.7°,表现为疏水特性;微弧氧化膜经有机镀膜表面改性后,耐腐蚀性能明显改善,疏水复合膜层在0.1mol/LNaCl溶液中,与基体相比,其动电位极化腐蚀电流密度减小3个数量级,而电化学阻抗提高3个数量级,表现为类似纯电容行为.     

镁合金表面处理技术的发展现状

介绍了镁合金的化学转化、阳极氧化、微弧氧化、有机物涂层、金属涂层等几种常用表面处理方法的原理、特点以及所得膜层的结构和耐蚀性能等。分析了镁合金表面处理技术未来的发展方向。     

低温超音速火焰喷涂铝-微弧氧化复合膜的制备与性能研究

先采用低温超音速火焰喷涂技术在AZ91D镁合金表面沉积一层致密的Al涂层,再采用微弧氧化技术进行微弧氧化处理,进而获得复合涂层。对热喷涂铝涂层微弧氧化的成膜过程、氧化膜微观结构和成分、复合涂层的耐腐蚀性能等进行了研究,并与在2024铝合金及AZ91D镁合金表面的微弧氧化过程和氧化膜层进行了对比。结果表明:在Al涂层上微弧氧化形成的微弧氧化膜呈多孔珊瑚状,相结构主要为γ-Al2O3,没有微裂纹产生,其微弧氧化过程与2024铝合金的微弧氧化大致相同;复合涂层具有良好的抗盐雾腐蚀性能,可显著提高镁合金的耐蚀性。     

镁合金磷酸盐 /氮化硅双层复合膜结构及耐蚀性能研究

目的针对传统镁合金化学转化膜裂纹尺寸大、耐腐蚀性差等问题,制备一种镁合金磷酸盐/氮化硅双层结构的抗腐蚀复合膜。方法先对镁合金进行传统磷酸盐转化处理,再运用等离子体增强化学气相沉积技术沉积氮化硅膜层,分析复合膜的形貌、元素分布、表面电位及极化曲线,并与磷酸盐转化膜进行对比。结果氮化硅膜层能在磷酸盐转化膜裂纹处选择性优先沉积,从而在相当程度上填补转化膜层的裂纹,形成致密的复合膜结构。具有复合膜结构的镁合金表面电位和腐蚀电位明显高于传统磷酸盐转化处理的镁合金。结论镁合金表面制备磷酸盐/氮化硅双层复合膜后,抗腐蚀能力明显高于传统磷酸盐转化处理的镁合金。     

镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层,在提高材料表面性能的同时,又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式:一是,所生成的化合物自身具有一定的颜色;二是,光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料,镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展,介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括:化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化;钛合金表面着色工艺包括:热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数,总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后,可以兼顾轻量化和强度要求,并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果,对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。     

微弧氧化技术在变形镁合金改性中的应用

简述了关注变形镁合金及其耐腐蚀性的必要性。对变形镁合金进行微弧氧化有报道的电解液体系包括硅酸盐体系、磷酸盐体系和复合盐体系。在硅酸盐电解液体系中微弧氧化研究最多的镁合金是AZ31系列,研究多集中在电解液的配方上;对MB8微弧氧化研究则侧重在工艺过程及工艺条件上。磷酸盐电解液体系微弧氧化的研究不多。比较有研究前景的电解液体系是复合盐体系。指出应该加强对实际的变形镁合金构件的微弧氧化技术的开发。     

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。     

外加磁场下AZ31镁合金磷化膜结构及耐蚀性研究

为了获得优良的AZ31镁合金磷化膜,采用外加磁场作用于镁合金的磷化过程.利用SEM,AFM,XRD和电化学工作站等仪器,研究转化膜的表面形貌、结构及耐蚀性.研究结果表明:磁场方向垂直于镁合金样品情况下显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,转化膜主要由晶态Zn3(PO4)2·4H2O与A1PO4和非晶态Mn化合物组成,外加...     

医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题,因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题,在此基础上,考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验,概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响,并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。     

AZ31镁合金化学转化膜形成的原位成像研究

利用同步辐射X射线实时成像技术,原位研究了处理液组分H3PO4,KMnO4及MnCO3对镁合金/处理液界面无铬化学转化膜形成过程的影响,并结合扫描电镜分析了所生成转化膜的表面形貌.研究结果表明:高能同步辐射X射线可以透过镁合金/处理液界面,利用原位成像技术能够实时观察转化膜的生长过程;KMnO4能够显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,所得到的转化膜表面较平整,裂纹较少,而MnCO3对转化膜形成的促进作用有限.