镁合金表面低共熔溶剂转化膜的制备及性能

发布时间：2024-05-30 04:37

　　镁及其合金由于具有较高的比强度,优异的生物相容性和可回收性,在航空航天、电子、汽车工业和生物医学中具有潜在的应用。然而,镁的耐腐蚀性差被认为是限制镁合金广泛应用的“致命弱点”。改善镁合金耐腐蚀性最常见的策略是进行表面改性。转化膜是常见的表面改性方法之一,它是通过对金属表面进行化学或电化学处理而产生。然而,镁合金上的多数转化膜是在水溶液中进行制备,与水基溶液接触会发生析氢腐蚀,因此转化膜工艺可控性较差。离子液体作为一种新型的非水溶剂,被广泛应用于镁合金表面转化膜的制备。低共熔溶剂(DES)是一类价格低廉、合成简单的离子液体,适合用于规模化的工业生产。因此,本文开展了在环保型低共熔溶剂中制备镁合金耐蚀性转化膜的研究。(1)采用“化学转化-提拉”两步法在镁合金表面制备出耐蚀性较高的转化膜底层/疏水环氧树脂表层的复合涂层。首先利用加热的方法在镁合金表面制备了氯化胆碱-尿素低共熔溶剂转化膜,该转化膜存在孔洞;然后在转化膜上浸涂了疏水环氧树脂涂层。研究发现DES预处理形成的多孔表面有利于在浸涂过程中粘附更多的环氧树脂并提供牢固的结合界面。腐蚀测试表明,复合涂层体系的腐蚀电流密度比镁合金降低了三个数...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 镁合金材料
        1.1.1 镁合金材料简介
        1.1.2 镁合金材料应用
    1.2 镁合金的腐蚀行为
        1.2.1 镁的腐蚀机理
        1.2.2 镁合金腐蚀分类
    1.3 镁合金腐蚀防护技术的研究进展
        1.3.1 铬酸盐转化膜
        1.3.2 磷酸盐-高锰酸盐转化膜
        1.3.3 稀土盐转化膜
        1.3.4 植酸转化膜
        1.3.5 锡酸盐转化膜
        1.3.6 离子液体转化膜
        1.3.7 低共熔溶剂转化膜
    1.4 生物医用镁合金材料的研究进展
        1.4.1 氟化镁转化膜
        1.4.2 磷酸钙转化膜
        1.4.3 离子液体转化膜
    1.5 本论文的选题依据及研究内容
第二章 实验仪器与方法
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 仪器和设备
        2.1.2 实验试剂
    2.2 基体处理
    2.3 材料结构表征与分析
        2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.2 X射线衍射仪(XRD)
        2.3.3 透射电子显微分析(TEM)
        2.3.4 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)
        2.3.5 热重分析TG-DSC-MS联动仪
        2.3.6 X射线光电子能谱仪(XPS)
    2.4 涂层表面润湿性
    2.5 涂层耐蚀性
        2.5.1 动电位极化测试
        2.5.2 电化学阻抗谱测试(EIS)
        2.5.3 p H及失重测试
    2.6 涂层生物相容性
        2.6.1 溶血测试
        2.6.2 细胞毒性测试
        2.6.3 抗菌测试
        2.6.4 细胞骨架染色测试
        2.6.5 统计分析
第三章 镁合金表面转化膜底层/疏水环氧树脂表层复合涂层制备及耐蚀性
    3.1 引言
    3.2 复合涂层的制备
        3.2.1 DES转化膜制备
        3.2.2 环氧树脂涂层的制备
    3.3 转化膜的结构和形貌
    3.4 转化膜的晶体结构和化学成分
    3.5 疏水性环氧树脂涂层的表面形貌
    3.6 疏水性环氧树脂涂层的润湿性
    3.7 疏水性环氧树脂涂层的化学成分
    3.8 涂层的耐腐蚀性
    3.9 本章小结
第四章 镁及其合金表面MgH2转化膜的制备及生物相容性
    4.1 引言
    4.2 DES转化膜制备
    4.3 转化膜的结构和形貌
    4.4 转化膜的晶体结构和化学成分
    4.5 TG/DSC测试及反应机理
    4.6 涂层的耐蚀性测试
    4.7 涂层的生物相容性测试
    4.8 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文与其他研究成果



本文编号：3984575