AZ31B镁合金表面喷熔Al涂层的组织和性能

目的提高AZ31B镁合金的耐蚀性。方法采用氧乙炔在AZ31B镁合金表面喷熔Al涂层,对喷熔的Al涂层进行扫描电镜(SEM)分析,采用能谱仪(EDS)对涂层进行面扫描检测涂层元素的分布情况。利用电化学分析法、浸泡试验检测喷熔涂层的耐蚀性,用维氏硬度计测试喷熔涂层的硬度。结果喷熔的Al涂层与AZ31B镁合金基体结合良好,呈现冶金结合。喷涂过程中,喷熔的Al涂层呈等轴晶生长。通过面扫描结果可知,喷熔涂层中发现Mg元素,说明基体中的Mg元素发生了扩散。通过电化学测试可知,喷熔Al涂层的自腐蚀电压为-1.45 V,比AZ31B镁合金的自腐蚀电压(-1.5 V)降低了0.05 V;喷熔Al涂层的自腐蚀电流密度为1.58×10~(-4) A/cm~2,约为AZ31B镁合金自腐蚀电流密度(8.66×10-4 A/cm2)的1/5。由浸泡实验可知,喷熔Al涂层的平均腐蚀速率约为AZ31B镁合金的1/5倍。喷熔Al涂层的显微硬度是AZ31B镁合金基体硬度的2.9倍。结论喷熔Al涂层的组织较好,性能比镁合金基体有所提高。     

AZ31镁合金表面冷喷涂Al/SiO_2涂层性能研究

采用冷喷涂技术在AZ31镁合金表面沉积了不同混比的Al/SiO_2涂层,通过扫描电镜(SEM)观察涂层的形貌。结果表明,喷涂颗粒经过高速碰撞后,发生强烈塑性变形而结合。通过图像处理软件统计了涂层的孔隙率,统计结果表明,当复合涂层中SiO_2颗粒含量增加时,涂层的孔隙率明显降低,说明涂层的致密性提高,可以防止腐蚀介质通过涂层渗入到基体中。对涂层的结合强度及电化学行为试验结果表明,Al/SiO_2涂层能够较好地沉积在镁合金基体表面,提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能。     

ZIF-67膜在AZ31镁合金微弧氧化防腐涂层上的合成（英文）

为了提高AZ31镁合金的耐蚀性和金属有机骨架MOFs涂层的结合力，通过在AZ31镁合金微弧氧化(MAO)涂层上原位生长，制备MAO/ZIF-67(微弧氧化/钴基金属有机骨架)复合涂层。结果表明，具有菱形十二面体的ZIF-67在MAO涂层表面均匀生长，与基体具有良好的附着力，这使得MAO/ZIF-67复合涂层具有良好的耐蚀性。实验证明，ZIF-67能有效封闭MAO涂层的孔隙，增加腐蚀介质侵入路径的曲折度，显著提高镁合金的耐蚀性。此外，MAO预处理使涂层具有强的附着力，这更有利于ZIF-67密封微孔。本研究对于降低MOF涂层在所有金属基底上的应用限制具有重要意义。     

镁合金AZ31表面液相沉积Ca-P生物陶瓷涂层的研究

研究了镁合金AZ31经过预钙吸附和阳极氧化预处理后,在Hank's溶液、Ca(NO3)2和NH4H2PO4混合溶液(简称Ca-P溶液)中制备Ca-P基生物陶瓷涂层的可能性.利用能谱分析仪和X射线衍射仪分析了涂层的化学成分和相组成.结果表明,两种预处理后的AZ31镁合金在Hank's溶液中均不能沉积得到涂层.而在Ca-P溶液中浸泡48 h后,镁合金表面均沉积了Ca-P涂层.其结晶产物主要为透钙磷石(CaHPO4·2H2O)和少量的Ca(H2PO4)2.预钙吸附处理后镁合金表面形成钙的形核点,在Ca-P溶液中沉积所得的涂层均匀致密,由长、宽20～50 μm的片状结晶体组成,结晶体相互咬合交织生长;而阳极氧化处理后的AZ31在Ca-P溶液中沉积所得的涂层则呈竹叶状,且不致密.     

镁合金表面层层组装PSS/PAH膜诱导钙磷涂层

目的镁合金具有良好的生物相容性和可降解性,作为生物医用材料具有广泛的应用前景。有效地提高镁合金的耐蚀性能,对镁合金作为医用材料具有重要意义。方法利用浸泡法在AZ31镁合金基体表面层层组装制备聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、聚丙烯胺盐酸盐(PAH)多层膜,并将获得的样品采用水热法在Ca(NO)_3、NaH_2PO_4、Na_2CO_3溶液中诱导钙磷涂层(羟基磷灰石)的形成。利用高分辨扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱对Ca-P/(PAH/PSS)5/Mg复合膜层的表面形貌、化学成分进行了表征,通过析氢和电化学实验(包括极化曲线及阻抗谱)研究了Ca-P/(PAH/PSS)5/Mg涂层的耐腐蚀性能。结果Ca-P/(PAH/PSS)5/Mg膜层厚度约为7.67μm,表现为立体叶草状,在镁合金表面紧密排列。Ca-P/(PAH/PSS)5/Mg涂层耐蚀性提高一个数量级,其腐蚀电流密度从镁合金AZ31的3.69×10–5 A/cm2降低到1.61×10–6 A/cm~2,同时析氢速率降低。结论该涂层可以有效地提高镁合金的耐蚀性能,其成因则主要归功于组装的两种聚电解质的类生物矿化作用。这种诱导所得钙磷膜层对镁合金在生物医用领域的应用提供了新的思路。     

沉积时间对镁合金表面Ca-P生物涂层耐蚀性能的影响

目的：镁合金在生物医学领域具有很好的应用前景,为消除其在人体环境中降解速度过快的不足,需在镁合金表面制备一层能够降低其腐蚀速度且具有很好生物相容性的防护涂层。方法采用电沉积法在AZ91D镁合金表面制备Ca-P生物涂层,沉积条件为：在Ca(NO3)2和NH4H2PO4浓度分别为0.1 mol/L和0.06 mol/L的电解液中,pH值4.5,沉积电压2 V,沉积时间分别为1、2、3和4 h。采用XRD、SEM/EDS分析Ca-P涂层的相结构、微观形貌和化学成分,测试Ca-P涂层在Hank,s模拟体液中的极化曲线。结果镁基体表面均获得物相为 DCPD(二水合磷酸氢钙)的生物涂层,但涂层表面形貌随沉积时间的不同变化明显,当沉积时间为3 h时,涂层颗粒尺寸均匀、细小,涂层钙磷比为1.324。极化曲线结果表明,沉积1 h时涂层对基体已有一定的防护作用,随着沉积时间的加长,涂层的腐蚀电压也呈增大趋势。相对镁基体,沉积3 h的涂层腐蚀电位升高了180 mV,腐蚀电流密度降低了3个数量级。结论当沉积时间为3 h时,涂层的耐蚀性最好。     

镁合金表面沉积铜钨复合涂层工艺及涂层性能研究

目的提高镁合金表面的耐蚀耐磨性。方法采用冷喷涂与化学气相沉积(CVD)相结合的方法在镁合金表面制备出Cu/W复合涂层,并对复合涂层的结构、成分、组织形貌、耐磨性、耐蚀性、结合力进行分析。结果镁合金基体沉积Cu/W复合涂层后,表面硬度提高了687.1HV,磨损率从0.032%降到0.020%,腐蚀电位正移了1.3 V,临界载荷相比直接化学气相沉积W涂层提高了120.5 N。结论Cu/W复合涂层显著提高了镁基体的耐磨、耐蚀性,涂层与基体结合力较高。     

《材料保护》2010年第1期

AZ31镁合金表面Zr(Al,Ti)-SiNX复合薄膜的磁控溅射及其耐蚀性能镁合金表面沉积薄膜,可提高其耐蚀性,但现有的几种沉积膜疏松,与基体的结合力差,影响其腐蚀性的提高。为此,采用磁控溅射法在AZ31镁合金表面制备了Al,Zr,Ti膜及其与SiNx的复合膜。     

不同工艺下镁合金MAO/GO/SA复合涂层的耐蚀性

为提高AZ91D镁合金基体的耐蚀性，采用微弧氧化、电沉积和自组装工艺在AZ91D镁合金表面制备了微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸(MAO/GO/SA)复合涂层。通过SEM对复合涂层的微观组织结构进行了分析，利用电化学阻抗谱、极化曲线测试了复合涂层的耐蚀性能。结果表明，最佳电沉积电压为4 V,此时，MAO/GO复合涂层的电荷转移电阻(R_ct)为4.41×10⁵Ω·cm²,腐蚀电流密度(J_corr)为3.88×10^-7 A/cm²。醇水比为7∶3时，MAO/GO/SA复合涂层的R_ct值为3.07×10⁶Ω·cm²,J_corr为3.02×10^-8 A/cm²,达到超疏水状态，涂层耐蚀性最好。     

氟处理的镁合金表面电化学沉积Ca-P涂层的研究

为改善镁合金的耐蚀性和生物相容性,以氟处理的AZ31镁合金为基体,通过Ca(OH)2处理后使其表面改性,用电化学沉积法在其表面制备了Ca-P涂层。通过SEM、EDS、XRD和FTIR分析了涂层的形貌、化学成分和相组成。结果表明:经HF酸处理后,镁合金表面形成具有微孔的氟转化层,氟转化层在Ca(OH)_2溶液浸泡后形成具有微纳米孔隙的CaF_2层;相比于未经Ca(OH)_2处理的氟转化膜表面,具有微纳米孔隙的富钙层更有利于诱导含磷基团和钙离子的形核,电化学沉积所得的Ca-P涂层更致密均匀,晶体结晶更完整;电化学沉积后的涂层由长约70μm、宽约30μm的片状透钙磷石(DCPD,CaHPO_4·2H_2O)晶体组成,碱热处理后涂层表面形成大量绒毛状物质,DCPD转变为HA,HA涂层也是由呈花簇状生长的片状晶体构成。     

Preparation and characterization of Ca-P coating on AZ31 magnesium alloy

A Ca-P coating consisting of biodegradableβ-tricalcium phosphate[β-TCP,β-Ca3(PO4)2]accepted for medical application was coated on a biodegradable AZ31 alloy by chemical deposition to improve the corrosion resistance.The good bonding strength of the coating is obtained.The results show that the corrosion potential of the Ca-P coated AZ31 alloy increases significantly,and MG63 cells show good adherence,proliferation and differentiation on the surface of the coated alloy.The Ca-P coating might be an effective way to improve the surface bioactivity of magnesium alloys.     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

医用镁合金表面肝素/蒙脱石涂层耐蚀性研究

目的 为解决镁合金血管支架使血管内皮化、造成再狭窄等问题,在AZ31镁合金表面制备具有抗凝特性的肝素(HS)/蒙脱石(MMT)复合涂层,并研究其耐蚀性能.方法 采用水热法在AZ31镁合金表面制备钠蒙脱石(Na-MMT)涂层,在此基础上通过浸泡法以蒙脱石为载体,制备肝素/蒙脱石复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)对所得涂层进行表面分析,通过电化学分析和析氢速率测定研究涂层的耐蚀性.结果 表面分析结果显示,通过水热法和浸泡法得到了均匀致密的HS-MMT涂层,厚度为41?m.HS-MMT涂层的EDS元素分析图中出现了N、S及蒙脱石的基本元素,同时该涂层的FT-IR和XRD图出现了肝素及蒙脱石的特征峰.耐蚀性研究显示,与AZ31镁合金相比,HS-MMT涂层的自腐蚀电位升高了0.29 V,腐蚀电流密度降低了2个数量级,且其平均析氢速率为0.016 mL/(cm?h),仅为AZ31镁合金平均析氢速率的18％.结论 采用水热法和浸泡法在AZ31镁合金表面成功制备了HS-MMT涂层,该涂层具有良好的耐蚀性能,为镁合金血管支架的研究提供了一种新方案.     

Al含量对Al-Mg2Si复合涂层耐蚀耐磨性能的影响

目的在AZ31B镁合金表面火焰喷涂制备Al-Mg_2Si复合涂层,研究其耐腐蚀和耐磨性能。方法用SEM、电化学测试仪、高速往复摩擦磨损测试仪和超景深三维显微镜检测分析不同成分配比的Al-Mg_2Si复合涂层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。结果 Al-Mg_2Si复合涂层的电位较AZ31B镁合金基体正,且Al含量越少,电位正移越明显。Al(20%)-Mg_2Si复合涂层的自腐蚀电位正移得最多,正移了0.5288 V;自腐蚀电流密度最小,为3.298×10-6 A/cm2。Al加入量越少,复合涂层的磨损率和摩擦系数越小,当Al质量分数为20%时,两者均达到最小值,分别为2.48×10-4 mm3/(N·mm)和0.25。结论 Al含量越少,Al-Mg_2Si复合涂层的耐蚀和耐磨性能越好。     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

AZ31B镁合金钒/硅烷复合转化膜的制备与表征

目的 改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。方法 使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)观察转化膜的微观形貌并分析转化膜的组成和结构,通过交流阻抗测试(EIS)、Tafel极化曲线测试和全浸腐蚀实验评价转化膜的耐蚀性能,并采用划格实验和接触角测试评价转化膜的结合力和疏水性。结果 确定使用BTEPST(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)作为成膜组分,使用偏钒酸钠和BTESPT在镁合金表面成功制备钒/BTESPT复合膜,复合膜表面均匀平整,致密无裂纹,与基体结合力好,具有疏水性,该复合膜的组成元素为Mg、V、C、O、Si和S,且元素分布较均匀,膜层是包含Si—O—S、Si—O—Mg、Si—O—V等共价键的交联结构。交流阻抗测试结果显示,钒/BTESPT复合转化膜的膜层电阻为1.17×10⁵?·cm²,电荷转移电阻为1.076×1...     

Statistical Process Control

Abstract

In order to improve the corrosion resistance provided by a micro-arc oxidation (MAO) coating on AZ31 magnesium alloy, a polypropylene film was prepared on its surface. Scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis and Fourier transform infrared spectroscopy were used to characterise the surfaces of the coatings. The corrosion protective performance of the coatings was evaluated by potentiodynamic polarisation curves, electrochemical impedance spectroscopy and immersion testing. The results show that the microdefects of the MAO coating can be filled by PP and the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy is improved greatly.     

微弧表面处理对AZ31B镁合金耐腐蚀及耐腐蚀疲劳性能的影响

采用微弧表面处理技术(微弧氧化MAO和微弧复合MCC)在AZ31B镁合金基体上制备出不同断面结构的防护涂层。通过电化学腐蚀及腐蚀疲劳测试方法,研究了MAO、MCC涂层的电化学腐蚀及腐蚀疲劳性能。结果表明,生长10 min的MAO涂层具有较好的耐电化学腐蚀性能。MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使其腐蚀疲劳寿命相较AZ31B合金基体降低了55%。而具有MCC涂层的AZ31B合金试样腐蚀疲劳极限为(64.0±5.4) MPa,比AZ31B合金基体提高了59%。在低应力载荷下(＜80 MPa),微弧复合涂层试样的腐蚀疲劳强度得到明显提高。