收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

在中性溶液中工艺参数对AZ31B镁合金微弧氧化膜耐蚀性和钙含量的影响

师晓亭  张淑芳  张荣发  
【摘要】:本文在中性溶液中,通过四因素三水平的正交实验,研究了植酸浓度,磷酸浓度,EDTA-CaNa2浓度和氧化时间对AZ31B镁合金表面形成的阳极氧化膜性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS),X射线衍射(XRD)检测表面形貌,化学组成,相结构和元素状态。经处理的样品膜层的腐蚀行为通过极化曲线来验证。结果表明,影响该含量四种影响因素的顺序为EDTA-CaNa2浓度磷酸浓度植酸浓度氧化时间。影响膜层耐腐蚀性顺序为EDTA-CaNa2浓度植酸浓度磷酸浓度氧化时间。引言镁合金是一种可降解的为了控制可降解医用镁合金在生理环境中的降解速率[1-3],提高耐腐蚀性能[4],通过改变医用镁合金表面的电解质成分用微弧氧化法制备了含钙元素和磷元素的生物功能陶瓷涂层。本文研究系统地研究了电解质成分与含钙量和耐腐蚀性之间的关系。试验方法铸造AZ31B镁合金被加工成50×50×8立方毫米,并使用1200目砂纸机械研磨。在中性电解质体系中,通过一步微弧氧化(MAO)在AZ31B镁合金上制造含钙涂层,电流密度,为60mA/cm2,脉冲频率,2000 Hz,占空比35%。基准溶液为6g/L氟化氢铵,360g/L六次甲基四胺。采用ΣIGMA FE扫描电子显微镜(SEM)观察试样的表面形貌,并用其附带的X射线能谱仪(EDS)分析膜层的元素组成。在gamrry1000电化学工作站上进行电化学极化曲线测试,扫描速率是1mv/s,扫描范围是-0.3-0.5采用标准三电极体系:工作电极为待测试样,参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为铂电极,电解液为Hank’s溶液。结果与讨论钙含量随着EDTA-CaNa2的浓度增大含量逐渐增加。说明钙主要是通过扩散的方式进入膜层的。EDTA-CaNa2是腐蚀剂,浓度越高越不利于成膜,但浓度越高钙含量越高,想提高镁合金的耐腐蚀性的同时又增加钙含量。钙含量随着磷酸的浓度增大而减小,可能是因为钙离子与磷酸根离子会结合成磷酸钙微溶于水,磷酸根浓度增大导致钙离子导致溶液中钙离子浓度减小,进入膜层的钙含量下降。钙含量随着植酸的浓度增加是先增大后减小。可能是钙离子与植酸形成螯合物,但是有一定的浓度值,超过浓度反而会不好。钙含量随着氧化时间的延长而升高,说明氧化时间越长,电场越大,氧化膜中的带正电的钙离子能够更好地在电场的作用下移向阳极。EDTA-CaNa2对膜层耐蚀性的影响是随着浓度增大,腐蚀电流增大,耐蚀性减小的,因此可以得出EDTA-CaNa2是不利于成膜的,是腐蚀剂。植酸对膜层耐蚀性的影响是,随着植酸的浓度增加腐蚀电流先减小后增大,则耐蚀性是先增大后减小的。磷酸对膜层的耐蚀性影响是,随着磷酸浓度的增加,腐蚀电流密度逐渐减小,耐蚀性是越来越好的。说明磷酸的存在有利于提高耐蚀性。氧化时间对耐蚀性的影响是,随着时间的增加,腐蚀电流减小,耐蚀性增加。说明氧化时间越长越有利于成膜。从正交试验可以得出,并不是钙含量越高耐蚀性越好的,二者之间没有必然的联系。然后选择了低浓度的钙钠,耐蚀性最好的2号工艺来进行植酸和磷酸来做一组对比进行研究。只含植酸的工艺含钙量比只含磷酸的含钙量高。说明植酸有利于钙离子进入膜层,植酸与钙离子结合形成螯合物,形成大分子物质更有助于钙离子进入膜层。两者的腐蚀电流密度分别是6.81 10-9A和5.63 10-9A,磷酸的耐蚀性比植酸的更好一点,但是差别不是很大。在九个工艺中选取耐蚀性最好的一个工艺来研究有机酸植酸和无机酸磷酸对钙含量和耐蚀性的影响。实验结果只加植酸的钙含量比只加磷酸的含钙量要高很多。是因为植酸与钙离子结合形成螯合物更容易进入膜层。磷酸与钙离子结合形成磷酸钙这种微溶于水的物质,导致溶液中钙离子浓度降低,进入膜层的钙离子减少。从耐蚀性方面,只含植酸的腐蚀电流密度略大于磷酸的腐蚀电流密度,说明磷酸工艺的耐蚀性略好于植酸工艺的耐蚀性。两者对工艺的贡献是不同的,植酸提高膜层的钙含量,磷酸有助于提高膜层的耐蚀性。工艺本文的研究成果为在中性溶液制备具有良好耐蚀性和高钙含量的氧化膜奠定了基础,具有重要的研究意义。

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马妞;黄佳木;苏俊;尹凌毅;;MgO纳米颗粒对AZ31B镁合金微弧氧化涂层耐磨和耐蚀性的影响[J];材料导报;2018年16期
2 邹忠利;王北平;马金福;曹延秀;;AZ31B镁合金氧化石墨烯掺杂钇盐转化膜耐蚀性研究[J];表面技术;2018年02期
3 陈燕飞;刘洪涛;周吉学;宋晓村;杨院生;;AZ31B镁合金挤压管材快速微弧氧化工艺[J];热加工工艺;2018年02期
4 李福秀;耐蚀性强的不锈钢[J];上海钢研;2003年02期
5 赵争荣;稀土对铜合金耐蚀性能的影响[J];山西机械;1999年S2期
6 李玲玲;耐蚀性强的不锈钢[J];中国钨业;1997年10期
7 向海超;;扩散镀层的性质与应用[J];防腐包装;1987年01期
8 于福洲;利福干;;P~+-B~+-Mo~+-N~+多元离子注入提高2Cr13钢耐蚀性的研究[J];中国腐蚀与防护学报;1987年04期
9 秦紫瑞;李隆盛;于勇;;Cr对铸造镍基合金组织与耐蚀性能的影响[J];铸造技术;1987年02期
10 秦紫瑞,李隆盛,周靓,于勇,邵有全,项礼;铸造镍基合金的组织及其耐蚀性的研究[J];特种铸造及有色合金;1988年04期
11 施瑞鹤,林凡,沈嘉猷,薛礼觉;过量铈对铸造高镍铬不锈钢耐蚀性的影响[J];中国稀土学报;1988年03期
12 赵铁夫;钽铌的性能及其在化工中的应用[J];稀有金属材料与工程;1988年02期
13 吴清枝,李佐臣,吴以琴,王卫民;表面处理对Ti-0.3Mo-0.8Ni合金耐蚀性的影响[J];稀有金属材料与工程;1988年04期
14 倪欣耿;钢管铁塔部件耐蚀性试验简介[J];吉林电力技术;1988年Z1期
15 孙中子;赵颖力;;化学镀镍磷合金的耐蚀性[J];化学工业与工程;1988年03期
16 张纲;李庆兰;;不锈钢对高温氢氧化钠溶液的耐蚀性研究[J];辽宁化工;1988年03期
17 ;知识卡片[J];化学工程师;1988年03期
18 王凤芝;;瞬时耐高温弹簧不锈钢的研究[J];特殊钢;1988年03期
19 姜春芳;;磷在钢中存在状态及对09CuPCrNi钢耐蚀性的影响[J];武钢技术;1988年11期
20 曾志龙;;耐蚀性优良的钛基合金[J];稀有金属;1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 师晓亭;张淑芳;张荣发;;在中性溶液中工艺参数对AZ31B镁合金微弧氧化膜耐蚀性和钙含量的影响[A];2018年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2018年
2 符寒光;邢建东;;提高油气管耐蚀性的工艺研究[A];第四届全国表面工程学术交流大会论文集[C];2001年
3 徐小连;陈义庆;钟彬;肖宇;徐承明;李锋;王永明;;新型环保钝化热镀锌板耐蚀性的研究[A];2009年全国冷轧板带生产技术交流会论文集[C];2009年
4 徐小连;陈义庆;钟彬;肖宇;徐承明;李锋;王永明;;新型环保钝化热镀锌板耐蚀性的研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
5 徐军;李谋成;沈嘉年;;低镍不锈钢的耐蚀性研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
6 朱瑞富;王宏元;王晓亭;王志刚;塙隆夫;小林郁夫;;表面改性方法对纯钛生物耐蚀性的影响[A];第十一次全国热处理大会论文集[C];2015年
7 杨雨萌;张昭;;光照和镀液中乙醇含量对CeO_2薄膜耐蚀性能的影响[A];2016年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会摘要集[C];2016年
8 陈义庆;徐小连;李天统;王永明;钟彬;徐承明;武裕民;;冷轧家电板磷化后耐蚀性能的影响因素[A];第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2008年
9 陈大英;李福燊;王新东;李丽芬;;熔融碳酸盐燃料电池新型阴极材料耐蚀性能的研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
10 李伯琼;李志强;陆兴;;孔隙结构对多孔钛耐蚀性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周砚磊;高强韧海洋平台结构用厚钢板的强韧化机理及耐蚀性能研究[D];东北大学;2015年
2 刘彦章;反应堆用钛合金表面的离子注入及其耐蚀性和抗磨损机理研究[D];电子科技大学;2007年
3 金磊;β钛合金生物活性涂层和表面自身纳米化制备、形成机理及耐蚀性能研究[D];东北大学;2015年
4 魏芳芳;铝含量及前处理对镁合金及其PEO膜显微结构和耐蚀性能的影响[D];中国科学技术大学;2016年
5 宋政伟;镁合金防腐复合涂层的制备及耐蚀性研究[D];湖南大学;2015年
6 石芸竹;Al_xCoCrFeNi系高熵合金微观组织与耐蚀性能研究[D];北京科技大学;2018年
7 易建龙;Mg-9Gd-4Y-1Nd-0.6Zr合金的耐蚀性及铈转化膜研究[D];中南大学;2010年
8 贾理男;AZ91D镁合金表面羟基磷灰石涂层的制备及耐蚀性研究[D];大连海事大学;2015年
9 赵伟;X80管线钢与其焊接接头耐蚀性研究[D];山东大学;2016年
10 杨黎晖;镁锂合金表面化学镀、转化膜制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘桂芳;AZ31B镁合金板料温渐进成形研究[D];陕西科技大学;2018年
2 江柱中;AZ31B镁合金超声辅助复合钎料钎焊研究[D];西南交通大学;2018年
3 高腾;AZ31B镁合金板料分步成形实验研究[D];山东大学;2017年
4 徐海洁;AZ31B镁合金铸轧板轧制工艺与组织性能预测模型研究[D];太原科技大学;2016年
5 廖解放;AZ31B镁合金准静态下应力三轴性对断裂行为的影响[D];西南科技大学;2017年
6 邹思云;表面改性对SiC_p/Al复合材料耐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2018年
7 刘冬冬;新型可降解n-MgO/Mg-Zn-Ca生物复合材料的制备及性能研究[D];天津理工大学;2018年
8 刘芳;Zn-Sr生物医用可降解材料的力学性能及耐蚀性研究[D];武汉科技大学;2018年
9 王博士;不同焊接工艺条件下镍及镍合金管焊缝的耐蚀性研究[D];兰州理工大学;2018年
10 巩瑞浩;大型球磨机用高铬钢力学性能和耐磨耐蚀性研究[D];山东大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 高宏适;耐蚀性优良的省合金型高强度悬架弹簧钢[N];世界金属导报;2017年
2 罗晔;酸性环境中合金元素对高强钢耐蚀性的影响[N];世界金属导报;2017年
3 慧子;省资源型不锈钢的开发[N];世界金属导报;2017年
4 郭廷杰 编译;耐蚀性和硬度兼优的不锈钢在日本投产[N];中国冶金报;2006年
5 廖建国;日本耐蚀性无缝钢管现状及其发展趋势[N];世界金属导报;2003年
6 王克绍 摘译;增强耐蚀性 扩大油气管适用范围[N];中国冶金报;2009年
7 记者 孙延军;宝钢耐蚀性花纹板“领跑”市场[N];中国冶金报;2011年
8 高宏适;高氮钢的应用现状及未来发展[N];世界金属导报;2011年
9 郭;新日铁热镀锌板耐蚀性提高[N];中国冶金报;2000年
10 全荣;热浸镀锌钢板表面性状对薄膜涂层钢板耐蚀性的影响[N];世界金属导报;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978