镁合金上超疏水表面的制备与应用研究

发布时间：2017-04-08 02:24

  本文关键词：镁合金上超疏水表面的制备与应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为密度最小的金属工程材料,镁合金受到了广泛的关注,其密度仅约为铝密度的2/3,钢密度的1/4,但是其比刚度却接近铝合金和钢,并远高于工程塑料。此外,镁合金还拥有比强度高、良好的挤压性能和成型性能、电磁屏蔽、无毒、回收率高等优点。镁合金的这些特性使其成为航天航空、军工、汽车、建筑、医疗、IT行业首选的结构材料。但是由于镁合金的化学性质非常活泼,而且镁合金内部具有多相结构的存在,这使得镁合金极易被腐蚀。较差的耐蚀能力严重地制约了镁合金的应用,解决腐蚀问题成为当务之急。在众多提高镁合金耐蚀能力方法技术中,表面处理是一种简单、高效、易实施的方法。 超疏水表面,是指水滴接触角大于150°的固体表面。超疏水表面因其特殊的抗润湿性能,使其拥有许多特殊的功能,如抗腐蚀作用、自清洁效应、抗污染功能、抗菌性能等。镁合金的腐蚀一般发生在潮湿大气和溶液环境中,表面的腐蚀反应都需要溶液的参与。在镁合金上制备超疏水表面是一种理想的防腐方法,因为超疏水表面将有可能阻碍镁合金表面被润湿,使镁合金无法直接与腐蚀溶液接触,从而降低腐蚀速率,提高耐蚀能力,同时超疏水表面的其他特殊功能也将扩大镁合金的应用范围。 论文研究了在镁合金上制备多种超疏水表面,利用电化学沉积、化学沉积、水热反应等技术,探究低成本、大规模、环境友好的制备方法。并对具有超疏水表面的镁合金的抗腐蚀、自清洁、抗冰、抗菌等功能进行了研究。论文采用不同的制备方法制备了三种超疏水表面。其中提出了一种简单、快速在镁合金上制备超疏水表面的方法,该法利用化学沉积法制备的锌-硬脂酸锌超疏水表面,通过中性3.5wt.%NaCl溶液浸泡实验表明,超疏水表面能够有效提高镁合金耐蚀能力,同时超疏水表面还具备自清洁作用和抗冰作用。 另外,论文提出了一种低成本、大规模在镁合金上制备环境友好型超疏水镀层的方法,该法采用电化学沉积手段,制备了一种铜-月桂酸铜的超疏水镀层。通过极化测试发现,超疏水表面在中性3.5wt.%NaCl,0.6mol L"1Na2SO4和0.5mo1L-1H2SO4这三种典型腐蚀介质中均能有效提供腐蚀保护作用。 此外,论文还提出了在镁合金上制备一种有着潜在生物应用价值的超疏水膜层。体外细胞毒性实验表明所制备的超疏水膜层能够有效降低镁合金的毒性,同时提高其生物相容性。而在模拟生理环境Hank's溶液中的电化学测试和长期浸泡测试表明,所制备的超疏水膜层能大幅度提高镁合金的耐蚀能力。
【关键词】：超疏水 镁合金 腐蚀 表面处理
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-32
• 1.1 超疏水现象及超疏水表面简介9-20
• 1.2 镁及镁合金20-25
• 1.3 镁合金上超疏水表面研究现状25
• 1.4 本文研究目的及内容25-26
• 参考文献26-32
• 第二章 实验材料、仪器设备及技术路线32-35
• 2.1 实验材料32-33
• 2.2 仪器设备33-34
• 2.3 实验技术路线34-35
• 第三章 一种简单、快速在镁合金上制备超疏水表面方法的研究35-52
• 3.1 前言35
• 3.2 实验35-37
• 3.3 结果与讨论37-50
• 3.4 结论50
• 参考文献50-52
• 第四章 低成本、大规模在镁合金上制备环境友好型超疏水镀层方法的研究52-69
• 4.1 前言52-53
• 4.2 实验53-55
• 4.3 结果与讨论55-67
• 4.4 结论67
• 参考文献67-69
• 第五章 具有超疏水膜层镁合金在生物环境中的应用研究69-83
• 5.1 前言69-70
• 5.2 实验70-72
• 5.3 结果与讨论72-81
• 5.4 结论81
• 参考文献81-83
• 第六章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83
• 6.2 展望83-85
• 致谢85-86
• 作者研究生期间发表文章86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：291877