医用AZ31镁合金表面复合膜层的制备及其性能表征

为改善医用AZ31镁合金的抗蚀性能,综合应用阳极氧化及化学转化工艺在其表面制备了复合膜层。通过扫描电镜观察了膜层形貌,X射线衍射分析了膜层成分,并利用电化学测试手段对膜层性能进行了表征。结果表明,阳极氧化工艺制备的膜层粗糙不平,主要组成为Mg(OH)2及Al2O3;经化学转化后,所得复合膜较为致密、平整,膜层中主要含元素N,O,P。动电位极化曲线分析表明,复合膜对AZ31镁合金具有显著的保护作用。EIS阻抗图谱拟合电路反映出制备的复合膜层具有4层结构,从侧面证明了阳极氧化膜与化学转化膜之间的化学结合作用。     

镀锌钢板表面稀土镧盐、硅烷协同钝化研究

    提出了镀锌钢板的稀土镧盐、硅烷协同钝化工艺,先在镀锌钢板表面沉积一层稀土镧盐转化膜,再用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷处理得到复合膜.盐雾试验、醋酸铅点滴试验、失重实验和电化学交流阻抗谱(EIS)测定表明,复合膜的耐蚀性优于单一镧盐转化膜和常规铬酸盐转化膜.扫描电镜（SEM）结果表明,复合膜表面极其致密均匀平整.漆膜划格试验结果表明,复合膜附着力达到5B标准,再涂装性可靠.     

镁合金表面CaF_2/MgF_2复合膜层的制备及降解行为

为改善镁合金的耐蚀性能,采用化学沉积法在AZ31镁合金表面制备了微-纳级别尺度CaF_2/MgF_2复合膜层,分析该复合膜层的形貌、成分及相结构。采用Hank’s仿生溶液中浸泡和电化学测试技术,结合浸泡过程中膜层EIS谱和表面形貌成分的变化,研究CaF_2/MgF_2复合膜层的体外降解行为。结果表明:该复合膜层外层为纳米尺度的片状CaF_2晶体,内层为致密的MgF_2转化膜。CaF_2膜层提高了单一氟转化层的自腐蚀电位φcorr和极化电阻Rp,浸泡13 d后其电荷转移电阻仍维持在1×10~4Ω·cm~2以上。试样在Hank’s溶液中浸泡7 d后CaF_2膜层发生局部溶解;9 d后在CaF_2层局部脱落处,Cl-渗透到MgF_2膜层而发生点蚀。     

镀锌板上丙烯酸树脂复合膜的制备和表征

在镀锌钢板表面制备了丙烯酸树脂复合膜,用扫描电子显微镜观察膜层的微观形貌.用傅里叶变换红外光谱表征膜层的分子结构,用中性盐雾试验和电化学方法测试其耐蚀性,并用划痕浸泡实验测试膜层的自修复性能.结果表明:丙烯酸树脂复合膜表面致密平整;耐中性盐雾腐蚀达72 h;阻抗值和极化电阻值均较大,说明丙烯酸树脂复合膜能有效抑制腐蚀电化学反应;划痕浸泡试验证明丙烯酸树脂复合膜具有自修复功能.成膜过程中碳酸锆铵能够和丙烯酸树脂分子上的羟基和羧基发生交联反应,形成互穿网络结构,提高膜层内部的交联密度,有效地阻挡外界环境的侵蚀,当膜层破损时钼酸盐和磷酸盐与锌反应形成难溶盐吸附在破损处,起到自修复作用.     

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。     

镁合金微弧氧化-电泳复合膜层的腐蚀性能

镁合金微弧氧化-电泳复合处理作为新型的表面处理工艺,极大地提高了镁合金的耐蚀性,满足了工业化要求。通过考察在不同工艺条件下制备镁合金微弧氧化-电泳复合膜层的耐蚀性,研究其腐蚀机理,结果表明:微弧氧化-电泳复合膜层的耐蚀性取决于有机层的致密性以及复合膜层间的结合状态。致密性越好、结合力越大,复合膜层的耐蚀性越好。     

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备及分析

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘结耐久性,对铝合金进行水煮(65 ℃×15 min)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100 ℃×60 min),在被氧化的铝合金表面形成双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜.用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱仪(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行了分析和表征.结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成Al-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层.     

纯镁表面等离子体电解渗硼与微弧氧化复合膜的制备及耐蚀性

目的 在纯镁表面制备新型复合膜,以提高其耐蚀性.方法 先在硼砂系电解液中对纯镁进行等离子体电解渗硼(PEB)处理,预制表面改性层,然后在硅酸盐系电解液中对其进行微弧氧化(MAO)处理,从而获得PEB+MAO新型复合膜.分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构、元素分布及物相组成,膜层的耐蚀性则通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)来表征.结果 纯镁的等离子体电解渗硼过程经历了电离、置换、吸附和扩散四个阶段,获得的PEB表面改性层由氧化层和扩散层组成.在PEB+MAO复合膜的生长过程中,膜层在其厚度方向存在重叠的现象,而不是逐层的简单堆积.等离子体电解渗透时,硼元素渗入后所形成的渗层区域降低了纯镁基体表面的化学活性,改善了其微观组织结构,进而使PEB+MAO复合膜的腐蚀电流密度较基体、单一PEB改性层和单一微弧氧化膜层分别降低了3、2、1个数量级.同时,EIS研究也表明,PEB+MAO复合膜可以提供相对较长时间的抗蚀保护.另外,分析了PEB表面改性层的生成机理以及PEB+MAO复合膜的形成过程,并建立了物理模型.结论 PEB预处理会显著影响PEB+MAO复合膜的厚度、致密性及成分,继而明显提高纯镁的耐蚀性.该新型的复合膜制备方法有望进一步推广到镁合金上,以提高其耐蚀性和承载能力.     

玻璃基TiO_2-SiO_2/SiO_2增透膜的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在普通玻璃上制备TiO2-SiO2/SiO2复合增透膜。用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试膜层的透射率,计算复合膜层的光学常数、折射率和膜层的厚度;用扫描电镜(SEM)观察膜层的表面形貌;研究TiO2-SiO2的比例以及热处理工艺对复合膜光学常数的影响。结果表明:溶胶的稳定性是整个工艺的关键与基础,溶胶中乙醇含量、陈化时间以及热处理制度会对膜层的折射率和厚度造成影响,从而导致整个复合膜的透过率变化。通过优化工艺,制备出在可见光范围最大透过率>98%、平均透过率约为95%的高增透膜,并对得到的结果进行详细地讨论。     

纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层制备及抑菌性

目的采用多种表面技术复合在纯镁表面制备了功能性生物复合膜层,以调控医用纯镁降解速度,赋予纯镁内固定材料的抑菌性和生物活性。方法分别通过纯镁微弧氧化,电镀壳聚糖、海藻酸钠,化学镀铜等方法,制作不同复合膜层,分别为纯镁微弧氧化膜层(A组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖复合膜层(B组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠复合膜层(C组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠/壳聚糖复合膜层(D组)和纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层(E组)。采用扫描电子显微镜分析膜层的微观形貌,测定润湿角,将材料与大肠杆菌共同培养,计算抑菌率。结果 A组表面有很多微孔和少量微裂纹,B组表面的微孔和微裂纹减少,C组的微孔和裂纹基本消失,D组和E组表面的微孔裂纹消失并出现微网状结构。A组和E组为亲水性膜层,C组为疏水性膜层,B组和D组的膜层接近疏水性。A组抑菌率最低,B、C、D组的逐渐增高,分别为26%、30%、61%,E组的抑菌率高达88%。结论纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层有封孔和愈合裂纹的作用,具有较好的抑菌性。     

铝合金耐蚀膜的制备及其性能研究

采用溶胶一凝胶法在铝合金表面制备CeO2-TiO2-SiO2涂层，采用X射线光电子能谱分析膜层成分，扫描电镜（SEM）表征了复合膜的表观形貌，利用全浸渍腐蚀试验、电化学测试方法评价了涂层的耐蚀性能，结果表明铝合金表面的CeO2-TiO2-SiO2涂层耐蚀性能优良。     

锡、锌对铜合金耐腐蚀性的影响

通过在纯铜中添加Sn、Zn元素铸造试样,采用阳极极化测定法研究在弱酸(pH值为6)、弱碱性(pH值为8)溶液中Sn、Zn两元素对铜合金腐蚀行为的影响。试验结果显示,含5%Sn的铜合金在弱酸性溶液中能形成更加致密和稳定的钝化膜,从而提高铜合金的耐蚀性;在弱碱性溶液中,Sn、Zn对提高铜合金的耐蚀性作用不明显。     

金属在海水中的腐蚀电位研究

获得了３８种金属在天然海水中浸泡１８０ｄ的腐蚀电位数据，列出了它们在海水中的腐蚀电位序，讨论了金属材料在海水中的腐蚀电位特性，分析了它们在海水中的腐蚀电位与耐蚀性的关系。结果表明，钝化能力强的金属，其腐蚀电位随浸泡时间变化较大，电位稳定时间较长，非钝化金属和钝化能力弱的金属则相反，对铝合金来说，初始电位，稳定电位较负，其耐蚀性较好，反之则较差。对不锈钢来说，稳定电位较正，其耐蚀性较好，反之则较差。     

输电线路合成绝缘子端部金具的腐蚀研究

通过对输电线路合成绝缘子端部金具腐蚀产物的分析，结合实验室模拟盐雾正交实验，考察了侵蚀离子对金具腐蚀的影响。采用电化学方法研究了镀锌金具的腐蚀过程。结果表明Cl^-对金具的腐蚀影响最大；镀锌层在腐蚀初期失重速度基本恒定。锌的腐蚀产物对其腐蚀反应的阴极过程有一定抑制作用。     

环保型镀锌层蓝色钝化膜耐腐蚀性能的研究

采用钛盐溶液替代铬酸盐溶液对镀锌层进行表面钝化处理,获得了色泽光亮、耐腐蚀性能优良的蓝色钝化膜层。探讨了钛盐钝化溶液成分及工艺参数对镀锌层表面钝化膜的耐腐蚀性影响;中性盐雾、电化学测试等腐蚀性能试验结果表明,钛盐钝化溶液所获得的蓝色钝化膜,其耐腐蚀性能更优于铬酸盐钝化膜。     

硫化氢对不锈钢在酸性体系中腐蚀行为影响的研究

采用动电位扫描、电化学阻抗和电子探针等方法，研究了硫氢浓度对1Cr18Ni9Ti不锈钢在0．05mol/LH2SO4体系中的腐蚀行为的影响，结果表明：（1）随硫化氢浓芳的增加，1Cr18Ni9Ti不锈钢的腐蚀被加速，钝化区变窄，且维钝电流密度变大；（2）硫化氢的加入使不锈钢表面钝化膜被破坏，随硫化氢浓度的增加，钝化膜有一个从减薄到完全破坏的过程。     

不同模拟体液及pH值变化对人体用金属生物材料耐蚀性能的影响

采用Ringer's溶液,PBS(-)溶液和Hank's溶液,研究了不同模拟体液和pH值对316L不锈钢、Co-Cr合金和Ti-6Al-4V合金生物医学材料耐蚀性能的影响。结果表明,不同模拟体液的侵蚀性是不同的,侵蚀性由强到弱的顺序为Ringer's>PBS(-)>Hank's溶液。RBS(-)和Hank's溶液中的HPO 4~(2-)、H_2PO_4~(2-)和SO_4~(2-)、葡萄糖,对生物材料的腐蚀起到一定的缓蚀作用。pH降低,对316L不锈钢和Co-Cr合金的耐蚀性能有较大的影响,而对Ti-6Al-4V合金影响较小。     

不锈钢在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系

研究了７种不锈钢在４个试验站的海水中浸泡１８０天的腐蚀电位特征,其中５种不锈钢还进行了长达４年的暴露试验。钝化能力强的不锈钢的海水腐蚀电位阴浸泡时间向正变化,其腐蚀电位趋于稳定的时间较长,稳态腐蚀电位的波动较大,钝化能力较弱的不锈钢则相反不同钢种的不锈钢在海水中的稳态腐蚀可以相差很双,在青岛、舟山和榆林,２Ｃｒ１３和ＨＲＳ－３间的稳态电位相差０．８Ｖ以上。不锈钢在海水中的稳态腐蚀电位较正,其耐蚀性     

TaN薄膜局部腐蚀早期过程的ECAFM原位研究

电化学原子力显微镜(ECAFM)可以在液体环境下工作，能原位观察电极反应过程中的腐蚀界面形貌。文章介绍利用ECAFM从纳米空间分辨度上原位研究离子束增强沉积TaN膜在0.4mol／L HCl溶液中的局部腐蚀早期过程，结果发现，表面形貌为颗粒状结构的TaN膜在0.4mol／L HCl中进行阳极极化时，颗粒结构的微观顶峰优先溶解，导致颗粒高度降低，边界扩大蔓延，使膜层表面趋于平整化。