基于微弧氧化膜多孔性的镁合金双重自修复涂层的制备及修复机理研究
发布时间：2021-07-31 15:10
镁合金是最轻的金属结构材料,有着广泛的应用前景。由于镁合金耐蚀性差,服役过程中常需要使用防护涂层。然而涂层在服役过程中,一旦发生老化和破损,腐蚀将会从涂层破损处萌生,加速镁合金的失效。释放缓蚀剂的自修复涂层是解决这一问题的有效途径。虽然已经开发了多种自修复涂层,但是这些单层自修复涂层的修复能力有限,且相关修复机制尚需澄清。本文设计了一种双重自修复涂层,利用微弧氧化膜的微孔来填充成膜型缓蚀剂,并在微弧氧化膜表面有机涂层中加入与成膜型缓蚀剂协同作用的有机缓蚀剂。研究内容包括缓蚀剂的筛选,自修复涂层的制备,涂层自修复性能的检测,涂层中缓蚀剂的释放、迁移及协同修复机制。为筛选用于制备自修复涂层的缓蚀剂,研究了六种缓蚀剂对AM60镁合金的缓蚀作用。其中十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、柠檬酸钠和2-巯基苯并噻唑（MBT）为有机吸附型缓蚀剂,Na3PO4、Ce（NO3）3和NaVO3为无机成膜型缓蚀剂。SDBS的缓蚀效率高达97%,MBT和SDBS的结构相似,能减缓阴极反应。Na3PO4的缓蚀率为94%。利用微弧氧化膜的微孔装载成膜型缓蚀剂制备自修复涂层。对比Ce（N03）3、Na3PO4和NaVO3...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｍｇ－Ｈ２０体系的电位－ｐＨ图丨３丨２１－２６??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅ－ｐＨ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｍｇ－ＨｉＯ?ｓｙｓｔｅｍ??
结合力、耐磨性和耐蚀性［２９］。??１微弧氧化膜的微孔??典型的镁合金微弧氧化膜结构如图１．３所示。微弧氧化膜的表面为疏松层，??存在大量微孔［３Ｇ］，是微弧产生时熔融态氧化物的喷发通道，或者是由涂层形成时??氧化膜中包覆的气泡受压喷出而形成［１１，３１］。内层为致密层，凝固的熔融物将微孔??堵塞，与基体金属呈犬牙交错的冶金结合［３〇］。由于熔融氧化物快速凝固引起的热??应力，微弧氧化膜还存在微裂纹［３１］。??６??
微弧氧化膜的孔径通常小于１０微米，因此会存在明显的毛细现象，即在处理液??能够润湿氧化膜的情况下，处理液会在表面张力的作用下，向微孔内浸溃。经典??的毛细现象分析中，毛细管中的受力情况如图１．４所示。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]内混型蔗糖/NaCl气溶胶吸湿性及传质的研究[J]. 杨溦,马帅帅,殷紫原,庞树峰,张韫宏. 光谱学与光谱分析. 2018(S1)
[2]AM60镁合金大气腐蚀及动力学分析[J]. 刘东风,李永刚,卫英慧,侯利锋,郭春丽. 稀有金属材料与工程. 2016(02)
[3]装载缓蚀剂的纳米SiO2对环氧涂层耐腐蚀性的影响[J]. 孙伟,尹桂来,刘福春,唐囡,韩恩厚,万军彪,柯伟,邓静伟. 中国腐蚀与防护学报. 2015(05)
[4]镁合金的腐蚀与微弧氧化膜层研究[J]. 刘胤,刘时美,于鲁萍,刘军,姜伟. 中国腐蚀与防护学报. 2015(02)
[5]自修复智能涂料研究进展:概念、作用机理及应用[J]. 许飞,凌晓飞,许海燕,祝宝英,朱柯,张汉青,庄振宇,陈卫东,胡中. 中国涂料. 2014(08)
[6]铝阳极氧化膜的微观结构及沸水封闭处理对膜层显微硬度的影响[J]. 张培,赵旭辉,唐聿明,左禹. 表面技术. 2013(05)
[7]Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy[J]. M.Laleh,Farzad Kargar,A.Sabour Rouhaghdam. Journal of Rare Earths. 2012(12)
[8]铈对镁合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响[J]. 宾远红,刘英,李卫,李培芬. 电镀与涂饰. 2011(11)
[9]微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响[J]. 张勇,陈跃良,郁大照,张泰峰. 中国腐蚀与防护学报. 2010(03)
[10]电参数对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展[J]. 张荣发,李明升,龙小丽,何向明,单大勇,韩恩厚. 中国有色金属学报. 2006(11)
博士论文
[1]微弧氧化系统下等离子体的形成机制与膜层自组织生长动力学[D]. 米天健.西安理工大学 2016
[2]AZ91D镁合金显微组织对其在特定环境下腐蚀行为的影响[D]. 杨丽景.太原理工大学 2010
[3]弧辉渗镀技术在镁合金表面形成钛铬薄膜及其耐蚀性能研究[D]. 崔彩娥.太原理工大学 2006
硕士论文
[1]镁合金原位封孔型微弧氧化膜层的成膜机理研究[D]. 董凯辉.沈阳工业大学 2015
[2]金属表面自愈合涂层的制备及防腐性能研究[D]. 张开悦.大连理工大学 2014
[3]自愈合涂层的制备及其防腐蚀性能的研究[D]. 武婷婷.大连理工大学 2013
本文编号：3313692
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ｍｇ－Ｈ２０体系的电位－ｐＨ图丨３丨２１－２６??Ｆｉｇ．?１．１?Ｅ－ｐＨ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｍｇ－ＨｉＯ?ｓｙｓｔｅｍ??
结合力、耐磨性和耐蚀性［２９］。??１微弧氧化膜的微孔??典型的镁合金微弧氧化膜结构如图１．３所示。微弧氧化膜的表面为疏松层，??存在大量微孔［３Ｇ］，是微弧产生时熔融态氧化物的喷发通道，或者是由涂层形成时??氧化膜中包覆的气泡受压喷出而形成［１１，３１］。内层为致密层，凝固的熔融物将微孔??堵塞，与基体金属呈犬牙交错的冶金结合［３〇］。由于熔融氧化物快速凝固引起的热??应力，微弧氧化膜还存在微裂纹［３１］。??６??
微弧氧化膜的孔径通常小于１０微米，因此会存在明显的毛细现象，即在处理液??能够润湿氧化膜的情况下，处理液会在表面张力的作用下，向微孔内浸溃。经典??的毛细现象分析中，毛细管中的受力情况如图１．４所示。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]内混型蔗糖/NaCl气溶胶吸湿性及传质的研究[J]. 杨溦,马帅帅,殷紫原,庞树峰,张韫宏. 光谱学与光谱分析. 2018(S1)
[2]AM60镁合金大气腐蚀及动力学分析[J]. 刘东风,李永刚,卫英慧,侯利锋,郭春丽. 稀有金属材料与工程. 2016(02)
[3]装载缓蚀剂的纳米SiO2对环氧涂层耐腐蚀性的影响[J]. 孙伟,尹桂来,刘福春,唐囡,韩恩厚,万军彪,柯伟,邓静伟. 中国腐蚀与防护学报. 2015(05)
[4]镁合金的腐蚀与微弧氧化膜层研究[J]. 刘胤,刘时美,于鲁萍,刘军,姜伟. 中国腐蚀与防护学报. 2015(02)
[5]自修复智能涂料研究进展:概念、作用机理及应用[J]. 许飞,凌晓飞,许海燕,祝宝英,朱柯,张汉青,庄振宇,陈卫东,胡中. 中国涂料. 2014(08)
[6]铝阳极氧化膜的微观结构及沸水封闭处理对膜层显微硬度的影响[J]. 张培,赵旭辉,唐聿明,左禹. 表面技术. 2013(05)
[7]Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy[J]. M.Laleh,Farzad Kargar,A.Sabour Rouhaghdam. Journal of Rare Earths. 2012(12)
[8]铈对镁合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响[J]. 宾远红,刘英,李卫,李培芬. 电镀与涂饰. 2011(11)
[9]微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响[J]. 张勇,陈跃良,郁大照,张泰峰. 中国腐蚀与防护学报. 2010(03)
[10]电参数对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展[J]. 张荣发,李明升,龙小丽,何向明,单大勇,韩恩厚. 中国有色金属学报. 2006(11)
博士论文
[1]微弧氧化系统下等离子体的形成机制与膜层自组织生长动力学[D]. 米天健.西安理工大学 2016
[2]AZ91D镁合金显微组织对其在特定环境下腐蚀行为的影响[D]. 杨丽景.太原理工大学 2010
[3]弧辉渗镀技术在镁合金表面形成钛铬薄膜及其耐蚀性能研究[D]. 崔彩娥.太原理工大学 2006
硕士论文
[1]镁合金原位封孔型微弧氧化膜层的成膜机理研究[D]. 董凯辉.沈阳工业大学 2015
[2]金属表面自愈合涂层的制备及防腐性能研究[D]. 张开悦.大连理工大学 2014
[3]自愈合涂层的制备及其防腐蚀性能的研究[D]. 武婷婷.大连理工大学 2013
本文编号：3313692
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