基于微弧氧化/阴极沉积Mg（OH） 2 膜层的镁合金疏水表面改性技术研究
发布时间：2022-02-05 02:05
镁合金因具有常规性能优势及生物医用优势,被誉为21世纪的“绿色工程材料”,然而由于较高的化学活性,腐蚀过快的缺陷一直制约着其更大规模的应用。本文以AZ91D镁合金为研究对象,以开发基于微弧氧化/阴极沉积Mg（OH）2膜层的疏水表面改性技术为目标,成功开发出宏观上完整均匀,微观上呈片状结构,与基体结合紧密,具有近超疏水表面和优异防腐性能的Mg（OH）2薄膜的制备技术,对典型试样的元素及物相组成、微观形貌、腐蚀防护性能及膜层结合力进行了测试分析,并对相关机理进行了解析。论文的主要研究工作及结论如下:（1）以膜层外观、膜层单位面积增重以及膜层结合力为判断标准,筛选出以NaOH为单一成分的微弧氧化电解液配方,并对反应电参数进行优化,所得膜层与镁合金基体结合紧密,微观上呈典型的多孔结构,为后续阴极沉积反应提供了良好的打底层。确定了最优微弧氧化工艺:100 g/L NaOH,DC恒流电流密度30 mA/cm2,通电时间10 min。（2）在微弧氧化膜层的基础上,同样以膜层外观、膜层单位面积增重以及膜层结合力为指标,对脉冲阴极沉积的电...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超疏水现象：(a)荷叶效应；(b-c)荷叶表面微观形貌
润湿性是固体表面重要的化学性质，它是指水在材料表面铺展能力的强弱。材湿性是评价疏水表面的重要指标。一般认为，固体表面的润湿性受表面化学成结构共同影响[67]。当液滴在平滑固体表面达到固-液-气三相平衡时，在三相交点处气-液界面的切界线之间的夹角称为接触角（ContactAngle, 简称 CA）。接触角是表面张力平，在该平衡状态下，体系的总能量最小[68]。用水的接触角 θ 为依据，可大致将固体表面划分为润湿性能不同的四种类型：亲水、疏水和超疏水[69,70]。一般认为，水接触角 θ<10°的材料表面超亲水；1 °的材料表面亲水；90 ° < θ < 150 °的材料表面疏水；而 θ > 150 °的材料表面定水表面。值得注意的是，水滴在超疏水表面几乎呈球状。不同润湿性的固体表示意图如图 1-2 所示。
图 1-3 Young’s 方程润湿态示意图先解释了理想固体表面的润湿性，他提出了著名的 Young'角 θ 与固体或液体的表面能或表面张力之间的关系：cos θ = (γSV- γSL) / γLV气界面的表面能，γSL为固-液界面的表面能，γLV为液-气界接触角，也可称为本征接触角或 Young's 接触角。Young's 方想固体表面，并不能适用于实际生活中固体表面，因为现实的微观结构，这种粗糙结构会引起润湿性的改变。在研究粗借助 Wenzel 模型和 Cassie-Baxter 模型。el 模型不存在理想固体表面，故无法运用 Young's 方程。基于固体
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同电压对镁合金微弧氧化膜理化性能及生物活性的影响[J]. 陆雨桐,李涛,商晓盼,陈琳,常蓓,王亚锋,蔡兴伟. 中国医学物理学杂志. 2017(05)
[2]镁合金表面稀土铈盐转化膜的制备与耐蚀性能[J]. 袁静,王吉会,李文才,李海琴. 表面技术. 2016(12)
[3]AZ91HP镁合金化学镀镍磷及镀层性能研究[J]. 张贤,胡建文,张楠,高群,李燕辉. 表面技术. 2016(12)
[4]微弧氧化法制备镁基羟基磷灰石/碳纳米管复合生物涂层及其性能研究[J]. 夏承森,温翠莲,詹晓章,黄小桂,罗立津. 科技导报. 2016(08)
[5]超疏水镁合金表面的防黏附和耐腐蚀性能[J]. 朱亚利,范伟博,冯利邦,强小虎,王彦平. 材料工程. 2016(01)
[6]一种无铬低氟的镁合金化学镀镍前处理工艺[J]. 谢治辉. 稀有金属材料与工程. 2016(01)
[7]类蝴蝶翅膀表面微纳结构的制备及其疏水性[J]. 张洪敏,汪涛,鱼银虎,张度宝,潘剑锋. 中国表面工程. 2014(05)
[8]铝合金模板在含PC构件高层住宅中的应用[J]. 何大开,牛潮. 施工技术. 2014(15)
[9]镁合金离子注入表面改性技术研究进展[J]. 陶学伟,王章忠,巴志新,孔时潇,胡期翔. 材料导报. 2014(07)
[10]铝材料在交通运输领域的应用[J]. 王刚,祝伟忠,王明坤,徐群峰. 世界有色金属. 2013(S1)
博士论文
[1]镁合金的腐蚀行为与防护[D]. 贾素秋.吉林大学 2006
硕士论文
[1]镁合金无氟化学镀镍溶液及镀层性能研究[D]. 闫大龙.湖南大学 2016
[2]镁合金仿生钝化/阴极沉积表面改性技术研究[D]. 陶冶.华南理工大学 2012
[3]船用高镁铝合金腐蚀性能屈服行为及高温变形行为研究[D]. 陈星霖.中南大学 2009
[4]镁作为可降解硬组织植入材料腐蚀行为的研究[D]. 李再春.天津大学 2007
[5]电化学沉积法制备ZnO薄膜的研究[D]. 蒋松涛.电子科技大学 2007
[6]高浓度氯离子介质中铝、铜合金的腐蚀与防护研究[D]. 王艳波.重庆大学 2005
本文编号：3614362
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超疏水现象：(a)荷叶效应；(b-c)荷叶表面微观形貌
润湿性是固体表面重要的化学性质，它是指水在材料表面铺展能力的强弱。材湿性是评价疏水表面的重要指标。一般认为，固体表面的润湿性受表面化学成结构共同影响[67]。当液滴在平滑固体表面达到固-液-气三相平衡时，在三相交点处气-液界面的切界线之间的夹角称为接触角（ContactAngle, 简称 CA）。接触角是表面张力平，在该平衡状态下，体系的总能量最小[68]。用水的接触角 θ 为依据，可大致将固体表面划分为润湿性能不同的四种类型：亲水、疏水和超疏水[69,70]。一般认为，水接触角 θ<10°的材料表面超亲水；1 °的材料表面亲水；90 ° < θ < 150 °的材料表面疏水；而 θ > 150 °的材料表面定水表面。值得注意的是，水滴在超疏水表面几乎呈球状。不同润湿性的固体表示意图如图 1-2 所示。
图 1-3 Young’s 方程润湿态示意图先解释了理想固体表面的润湿性，他提出了著名的 Young'角 θ 与固体或液体的表面能或表面张力之间的关系：cos θ = (γSV- γSL) / γLV气界面的表面能，γSL为固-液界面的表面能，γLV为液-气界接触角，也可称为本征接触角或 Young's 接触角。Young's 方想固体表面，并不能适用于实际生活中固体表面，因为现实的微观结构，这种粗糙结构会引起润湿性的改变。在研究粗借助 Wenzel 模型和 Cassie-Baxter 模型。el 模型不存在理想固体表面，故无法运用 Young's 方程。基于固体
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同电压对镁合金微弧氧化膜理化性能及生物活性的影响[J]. 陆雨桐,李涛,商晓盼,陈琳,常蓓,王亚锋,蔡兴伟. 中国医学物理学杂志. 2017(05)
[2]镁合金表面稀土铈盐转化膜的制备与耐蚀性能[J]. 袁静,王吉会,李文才,李海琴. 表面技术. 2016(12)
[3]AZ91HP镁合金化学镀镍磷及镀层性能研究[J]. 张贤,胡建文,张楠,高群,李燕辉. 表面技术. 2016(12)
[4]微弧氧化法制备镁基羟基磷灰石/碳纳米管复合生物涂层及其性能研究[J]. 夏承森,温翠莲,詹晓章,黄小桂,罗立津. 科技导报. 2016(08)
[5]超疏水镁合金表面的防黏附和耐腐蚀性能[J]. 朱亚利,范伟博,冯利邦,强小虎,王彦平. 材料工程. 2016(01)
[6]一种无铬低氟的镁合金化学镀镍前处理工艺[J]. 谢治辉. 稀有金属材料与工程. 2016(01)
[7]类蝴蝶翅膀表面微纳结构的制备及其疏水性[J]. 张洪敏,汪涛,鱼银虎,张度宝,潘剑锋. 中国表面工程. 2014(05)
[8]铝合金模板在含PC构件高层住宅中的应用[J]. 何大开,牛潮. 施工技术. 2014(15)
[9]镁合金离子注入表面改性技术研究进展[J]. 陶学伟,王章忠,巴志新,孔时潇,胡期翔. 材料导报. 2014(07)
[10]铝材料在交通运输领域的应用[J]. 王刚,祝伟忠,王明坤,徐群峰. 世界有色金属. 2013(S1)
博士论文
[1]镁合金的腐蚀行为与防护[D]. 贾素秋.吉林大学 2006
硕士论文
[1]镁合金无氟化学镀镍溶液及镀层性能研究[D]. 闫大龙.湖南大学 2016
[2]镁合金仿生钝化/阴极沉积表面改性技术研究[D]. 陶冶.华南理工大学 2012
[3]船用高镁铝合金腐蚀性能屈服行为及高温变形行为研究[D]. 陈星霖.中南大学 2009
[4]镁作为可降解硬组织植入材料腐蚀行为的研究[D]. 李再春.天津大学 2007
[5]电化学沉积法制备ZnO薄膜的研究[D]. 蒋松涛.电子科技大学 2007
[6]高浓度氯离子介质中铝、铜合金的腐蚀与防护研究[D]. 王艳波.重庆大学 2005
本文编号：3614362
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