镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究
发布时间：2021-11-16 03:13
镁合金作为最轻的工程金属材料,具有高阻尼性、良好导热性、高比刚度和比强度、回收利用率高以及抗电磁干扰等优异性能。因此,镁合金在航空航天、汽车工业、电子通讯等领域具有巨大的应用前景。然而,镁及镁合金化学活性高,表面氧化膜疏松,导致镁合金的耐腐蚀性能较差。针对上述关键问题,本文以Mg–Al–Zn/Sn系合金为研究对象,通过镁合金组织调控及表面处理两方面来提高镁合金的耐腐蚀性能,进一步拓展镁合金在实际生产上的应用。研究了变形、热处理工艺对镁合金力学性能和耐腐蚀性能的影响规律;同时结合激光加工、化学刻蚀处理在镁合金表面构建粘附力可控的超疏水表面并研究其腐蚀机理。采用喷涂法制备了具有优异综合性能的超疏水涂层,探究了涂层长期电化学腐蚀行为及机理,主要结论归纳如下:（1）研究了AZ31挤压镁合金板材轧制退火后力学性能和腐蚀行为,发现合金组织明显细化、内部位错密度小以及相对较弱的织构强度,最终合金极限抗拉强度（UTS）从232 MPa增加到273 MPa,屈服强度（YS）从124 MPa增加到205 MPa,断裂伸长率（FE）从12.5%提高到26.4%。（2）基于AZ31镁合金板材轧制退火组织演变后...
【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】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EBSD表征浸泡24h腐蚀表面(a)带对比图，严重腐蚀区域和(b)反极图(IPF图)，其显示
图 1.3 平衡状态下液滴接触角与界面张力的关系图ionship between droplet contact angle and interfacial tensio量时，液体与固体表面接触后气 液 固交界点处界面 可以根据 Young 公式计算[65]：LVSVSL cos LV 分别代表固 气界面张力、液 气界面张力、固 适用于理想的光滑表面。实际上固体表面均存在一定构对接触角存在着巨大的影响。由于表面粗糙度的存被液体润湿时，固 液真实接触面积是大于表观接触上述实际问题，Wenzel 引入了 无量纲表面粗糙因子 cos()cos' SVSL
完全浸润粗糙表面，这时固体表面微结构内储存一定量的空气，形成空滴与表面形成复合界面接触。此时，固 液接触的真实状态为固 液接两种复合形式，如图 1.4（b）所示。当表面复合式接触达到平衡时，根推算出适用的固体表面润湿方程[67, 68]：1122cos f cos fcos 中和1f 、2f 分别代表固体界面处固 液、液 气界面接触的面积分数，1 固 液、液 气界面的本征接触角。对于液 气 固三相复合界面平衡时，角为 180°，即 =180°； 112f f ；代入公式（1-7）可得：cos(cos1)111 f 此得知，当固体表面粗糙度增加，有利于提高液 固接触界面液体与空气。因为固 液接触面积非常小，水滴很容易从固体表面滚落，表现出一种特性，类似于大自然中荷叶表面的水滴润湿状态，这种状态称为 Cassie
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of crystal orientation on corrosion behavior of directionally solidified Mg-4 wt% Zn alloy[J]. Hongmin Jia,Xiaohui Feng,Yuansheng Yang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(07)
[2]AZ31镁合金板材的微观组织演变及腐蚀行为（英文）[J]. 杨青山,蒋斌,向庆,罗素琴,郁笑雯,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2016(07)
博士论文
[1]AZ31B镁合金超疏水表面的制备及性能研究[D]. 钱志强.中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所) 2018
[2]镁合金表面超疏水涂层的构建及其腐蚀行为[D]. 张玉芬.哈尔滨工业大学 2017
[3]镁合金防腐复合涂层的制备及耐蚀性研究[D]. 宋政伟.湖南大学 2015
硕士论文
[1]高应变速率轧制对镁合金体外腐蚀行为的影响及其机理研究[D]. 陈冠清.湖南大学 2016
[2]镁合金基体上超疏水表面的制备及功能特性研究[D]. 李伟.华南理工大学 2015
本文编号：3498050
【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】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EBSD表征浸泡24h腐蚀表面(a)带对比图，严重腐蚀区域和(b)反极图(IPF图)，其显示
图 1.3 平衡状态下液滴接触角与界面张力的关系图ionship between droplet contact angle and interfacial tensio量时，液体与固体表面接触后气 液 固交界点处界面 可以根据 Young 公式计算[65]：LVSVSL cos LV 分别代表固 气界面张力、液 气界面张力、固 适用于理想的光滑表面。实际上固体表面均存在一定构对接触角存在着巨大的影响。由于表面粗糙度的存被液体润湿时，固 液真实接触面积是大于表观接触上述实际问题，Wenzel 引入了 无量纲表面粗糙因子 cos()cos' SVSL
完全浸润粗糙表面，这时固体表面微结构内储存一定量的空气，形成空滴与表面形成复合界面接触。此时，固 液接触的真实状态为固 液接两种复合形式，如图 1.4（b）所示。当表面复合式接触达到平衡时，根推算出适用的固体表面润湿方程[67, 68]：1122cos f cos fcos 中和1f 、2f 分别代表固体界面处固 液、液 气界面接触的面积分数，1 固 液、液 气界面的本征接触角。对于液 气 固三相复合界面平衡时，角为 180°，即 =180°； 112f f ；代入公式（1-7）可得：cos(cos1)111 f 此得知，当固体表面粗糙度增加，有利于提高液 固接触界面液体与空气。因为固 液接触面积非常小，水滴很容易从固体表面滚落，表现出一种特性，类似于大自然中荷叶表面的水滴润湿状态，这种状态称为 Cassie
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of crystal orientation on corrosion behavior of directionally solidified Mg-4 wt% Zn alloy[J]. Hongmin Jia,Xiaohui Feng,Yuansheng Yang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(07)
[2]AZ31镁合金板材的微观组织演变及腐蚀行为（英文）[J]. 杨青山,蒋斌,向庆,罗素琴,郁笑雯,潘复生. 稀有金属材料与工程. 2016(07)
博士论文
[1]AZ31B镁合金超疏水表面的制备及性能研究[D]. 钱志强.中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所) 2018
[2]镁合金表面超疏水涂层的构建及其腐蚀行为[D]. 张玉芬.哈尔滨工业大学 2017
[3]镁合金防腐复合涂层的制备及耐蚀性研究[D]. 宋政伟.湖南大学 2015
硕士论文
[1]高应变速率轧制对镁合金体外腐蚀行为的影响及其机理研究[D]. 陈冠清.湖南大学 2016
[2]镁合金基体上超疏水表面的制备及功能特性研究[D]. 李伟.华南理工大学 2015
本文编号：3498050
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