| 镁合金表面DCPD涂层的制备及其界面结合机制研究 |
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| 引用本文： | 李沛,李志,杨建成,袁静.镁合金表面DCPD涂层的制备及其界面结合机制研究[J].表面技术,2024,53(4):193-199, 210. |
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| 作者姓名： | 李沛 李志 杨建成 袁静 |
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| 作者单位： | 青海省人民医院骨科二病区，西宁 810007;青海民族大学 物理与电子信息工程学院，西宁 810007 |
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| 基金项目： | 青海省卫生健康委员会指导性计划课题(2021-wjzdx-33);中国科学院西部之光人才培养计划“西部青年学者项目” |
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| 摘 要： | 目的 研究CaHPO4×2H2O(DCPD)与Mg的界面结合机制，以提高DCPD在镁合金表面的界面结合强度。方法 利用电镀法在AZ31镁合金表面制备DCPD涂层，采用SEM、XRD、XPS等对涂层形貌及结构进行表征。同时，运用分子动力学模拟(MD)对DCPD在Mg表面形成机制进行研究，通过统计界面层中不同组分的径向分布函数、密度分布、均力势、总能量等的变化，揭示DCPD/Mg的界面结合能、结合位点及结合方式。结果 通过电镀法形成的DCPD涂层形貌为致密的荷花瓣状晶体，主要成分为CaHPO4×2H2O。模拟结果表明，CaHPO4.2H2O的4个晶面(010)、(−120)、(11−1)、(111)、(−120)与Mg的结合能最强(163.63 kJ/mol)。其中起“铆钉”作用的基团是HPO42−和H2O，结合位点主要为O与Mg，即HPO42−和H2O通过静电作用及范德华力与Mg形成Mg-HPO42−和Mg-H2O偶极对。研究发现，形成的偶极对中HPO42−及H2O的配位数分别为0.75和1.16，Mg-H2O的解离能更大，结构更稳定。结论 提出改善DCPD/Mg结合强度的方法，电镀前可将镁合金置于NH4H2PO4溶液中浸泡片刻，促进CaHPO4×2H2O(−120)晶面的形成。
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| 关 键 词： | 镁合金 DCPD涂层 界面结合能 界面结合位点 分子动力学模拟 |
| 收稿时间： | 2023/1/12 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/5/5 0:00:00 |
Preparation of DCPD Coating on Magnesium Alloy and Its Interface Bonding Mechanism |
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| LI Pei,LI Zhi,YANG Jiancheng,YUAN Jing.Preparation of DCPD Coating on Magnesium Alloy and Its Interface Bonding Mechanism[J].Surface Technology,2024,53(4):193-199, 210. |
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| Authors: | LI Pei LI Zhi YANG Jiancheng YUAN Jing |
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| Affiliation: | Second Ward of Orthopedics, Qinghai Provincial People''s Hospital, Xining 810017, China; School of Physics and Electronic Information Engineering, Qinghai Minzu University, Xining 810007, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | magnesium alloy DCPD coating bonding energy interface bonding molecular dynamics simulation |
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