AZ91D镁合金表面钙系磷化膜/锡锌复合膜层的制备及性能研究

发布时间：2021-11-09 11:04

　　镁及镁合金质轻,它的力学性能和人骨接近,其生物相容性及生物活性在生物医用植入金属材料中十分突出。镁是人体不可缺少的元素之一,需求量大,它不仅参与人体新陈代谢还在人体生理环境中起到很重要的作用,适于植入人体,被科研工作者视为最有潜力的生物医用可降解骨植入材料。为了改善它的防腐蚀性能,进行表面处理是对镁合金进行防护的有效方法。本文采用化学转化、化学镀等方法在AZ91D镁合金表面制备了锡锌复合膜层,并且研究了以Ca-P膜为基底浸锡浸锌膜层的复合。上述膜层均是为了改善镁合金易在皮下大量析氢、在生物体内快速腐蚀降解等一系列缺点,使得镁合金在生物医用这条道路上走的更远。首先在AZ91D镁合金表面通过浸镀法分别浸锡、浸锌,通过控制单一变量法以p H值和温度为参数进行实验,通过比较SEM观察膜层表面微观形貌及电化学工作站测试阳极极化曲线,得到最佳浸锡及浸锌制膜工艺,在最佳制膜工艺下制备锡锌复合膜层,研究浸镀层数对膜层微观形貌及电化学方面的影响,通过膜层扫描电镜微观形貌及极化曲线比较分析,当镀膜层数为11层时膜层综合性能最佳,经过能谱分析及X射线衍射分析确定膜层物相主要成分为锡酸锌、锡酸镁、氟化镁等,对... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁、镁合金及其应用发展状况
        1.2.1 镁及镁合金
        1.2.2 镁合金应用发展状况
    1.3 生物医用材料的概述
        1.3.1 生物医用材料及其分类
        1.3.2 对生物医用金属材料的性能要求
    1.4 生物医用镁合金的性能优势及存在的问题
        1.4.1 镁合金的性能优势
        1.4.2 镁合金作为植入材料存在的问题
    1.5 镁合金耐蚀性改善及防腐蚀方法
        1.5.1 镁合金耐蚀性差的原因
        1.5.2 提高镁合金耐蚀性的技术方法
            1.5.2.1.镁合金表面防护方法
                1.5.2.1.1 表面调制处理
                1.5.2.1.2 金属层
                1.5.2.1.3 有机涂层
                1.5.2.1.4 表面化学转化处理
    1.6 本论文研究的意义和内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验材料、设备、工艺流程以及实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验基础材料、仪器以及药品
    2.3 实验进程
        2.3.1 镁合金表面膜层制备基本工艺流程
        2.3.2 实验步骤
    2.4 研究方法
        2.4.1 表面微观形貌与成分分析
        2.4.2 物相与组成成分分析
        2.4.3 腐蚀性能测试
            2.4.3.1 电化学实验
            2.4.3.2 浸泡腐蚀实验
            2.4.3.3 腐蚀速度测试
第三章 AZ91D镁合金表面浸锡浸锌及锡锌复合膜层的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 浸锡工艺探索
        3.2.1 pH值对膜层性能的影响
        3.2.2 温度变化对膜层性能的影响
    3.3 浸锌工艺探索
        3.3.1 pH值变化对膜层性能的影响
        3.3.2 温度变化对膜层性能的影响
    3.4 锡锌复合膜层的制备及探索
        3.4.1 锡锌复合膜层的制备
        3.4.2 AZ91D镁合金表面锡锌复合膜层物相分析
    3.5 本章小结
第四章 AZ91D镁合金表面钙系磷酸盐膜层及锡锌复合膜层的制备与性能研究
    4.1 引言
    4.2 不同工艺参数对膜层的影响
        4.2.1 镀液pH值对膜层的影响
        4.2.2 反应温度对膜层的影响
    4.3 AZ91D镁合金表面钙磷膜物相分析
    4.4 钙磷膜与锡锌复合膜层的制备及性能研究
        4.4.1 钙磷膜与锡锌复合膜层表面微观形貌分析
        4.4.2 钙磷膜与锡锌复合膜层表面耐蚀性分析
    4.5 本章小结
第五章 AZ91D镁合金表面膜层腐蚀浸泡研究
    5.1 膜层电化学分析
    5.2 AZ91D镁合金表面膜层浸泡分析
        5.2.1 浸泡腐蚀宏观形貌分析
        5.2.2 浸泡腐蚀微观形貌分析
        5.2.3 浸泡pH值分析
        5.2.4 浸泡增重及腐蚀速率分析
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化镁膜AZ31B镁合金材料的细胞毒性研究[J]. 郭磊,刘魁,张世亮,黄晶晶,谭丽丽,杨柯.  稀有金属材料与工程. 2008(06)
[2]生物医用金属材料的研究进展[J]. 刘兰云.  浙江工贸职业技术学院学报. 2008(01)
[3]AZ91D镁合金锡酸盐转化膜形成机理和腐蚀行为研究[J]. 霍宏伟,李华为,陈庆阳,尹红生,曹中秋.  表面技术. 2007(05)
[4]镁与人体健康[J]. 吴茂江.  微量元素与健康研究. 2006(02)
[5]生物医用材料316L不锈钢的磨损腐蚀特性研究[J]. 王安东,戴起勋.  金属热处理. 2005(03)
[6]21世纪绿色工程材料——Mg合金[J]. 黄晓艳,周宏.  南方金属. 2004(03)
[7]压铸镁合金表面处理工艺研究[J]. 尹延红,佟国栋,刘海峰.  特种铸造及有色合金. 2004(01)
[8]镁合金无铬表面处理现状和前景[J]. 赵明,吴树森,罗吉荣,毛有武.  铸造. 2003(07)
[9]镁合金的腐蚀行为与表面防护方法[J]. 周婉秋,单大勇,曾荣昌,韩恩厚,柯伟.  材料保护. 2002(07)
[10]稀土铈对AZ91镁合金表面腐蚀性能的影响[J]. 张勇,许越,周德瑞,陈湘,吴正勇,崔国峰.  哈尔滨工业大学学报. 2002(03)

博士论文
[1]镁合金表面有机涂层和化学镀层的研究[D]. 李光玉.吉林大学 2006

硕士论文
[1]生物医用Mg-Sn-Zn-Mn合金的显微组织及性能研究[D]. 杨宝林.哈尔滨工程大学 2012
[2]镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究[D]. 游丽英.吉林大学 2007



本文编号：3485210