Mg-Zn-Ca-RE系生物镁合金材料制备及性能研究

发布时间：2017-10-04 13:04

  本文关键词：Mg-Zn-Ca-RE系生物镁合金材料制备及性能研究

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【摘要】：使用电阻熔盐保护法制备几个类型的Mg-Zn-Ca及Mg-Zn-Ca-Y系合金。研究了制备的合金成分、微观结构、微摩擦磨损性能、微弧氧化以及在模拟体液(Hank's)中的腐蚀行为,重点分析了合金成分对合金性能的影响。为了得到Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金,添加稀土元素Y到Mg-Zn-Ca系合金中。Y元素能对合金中的-相具有产生细晶强化和固溶强化的作用,随着稀土元素Y的增多,合金的晶粒也会得以细化。微摩擦磨损的试验结论得出,随着含Y量的增多,合金的摩擦系数减小。主要由犁沟组成了合金的磨面,可以清楚看到白色的粉末磨屑,具有的特征是经典的氧化磨损。稀土Y元素加入后,在模拟体液(37.5℃)中的浸泡腐蚀及电化学腐蚀性能测试表明：合金的耐腐蚀性能可以通过添加稀土元素Y来得以提高,而且在含有1.0%的Y时,其耐蚀性表现出最佳。因为过多的Y会产生MgY,使其腐蚀微电池增多,最终导致其耐蚀性能的降低。微弧氧化膜的耐磨性受到稀土Y的质量分数的影响比较明显。其中,微弧氧化膜具有较小的摩擦因数的是Mg-2Zn-0.5Ca-0.5Y合金,表现出了较好的耐磨性。
【关键词】：Mg-Zn-Ca-Y 合金 摩擦磨损 模拟体液 腐蚀性能 微弧氧化
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4;TG146.22
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-23
• 1.1 镁合金6-9
• 1.2 镁合金的应用9-12
• 1.3 Mg-Zn-Ca系镁合金12-13
• 1.4 镁及镁合金的腐蚀防护13-15
• 1.4.1 高纯合金13
• 1.4.2 新合金13
• 1.4.3 保护膜和涂料13-14
• 1.4.4 快速凝固工艺14
• 1.4.5 表面改性技术14-15
• 1.5 稀土元素钇(Y)15-16
• 1.6 稀土在镁合金中的作用16-18
• 1.6.1 稀土对镁合金的影响17-18
• 1.6.2 稀土镁合金的研发18
• 1.7 微弧氧化工艺18-20
• 1.7.1 微弧氧化发展简史19
• 1.7.2 国内外研究进展及应用19-20
• 1.8 微摩擦磨损20-22
• 1.8.1 微摩擦磨损的特征20-21
• 1.8.2 微摩擦磨损机理21
• 1.8.3 摩擦磨损常用分析方法21
• 1.8.4 微摩擦磨损的控制与预防21-22
• 1.9 本文主要工作22
• 1.10 前景展望22-23
• 第二章 实验过程23-28
• 2.1 合金制备23-25
• 2.1.1 技术路线23
• 2.1.2 原料配比23-24
• 2.1.3 熔炼及铸造24-25
• 2.2 性能检测25-27
• 2.2.1 组织观察25
• 2.2.2 X-射线分析25
• 2.2.3 合金微摩擦磨损性能测定25
• 2.2.4 合金耐蚀性能测定25-26
• 2.2.5 合金微弧氧化膜的制备及测定26-27
• 2.3 小结27-28
• 第三章 Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金组织及微摩擦磨损性能28-33
• 3.1 Mg-2Zn-0.5Ca-Y合金金相组织形貌28-29
• 3.2 Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金XRD图29
• 3.3 Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金摩擦磨损性能29-30
• 3.4 SEM形貌分析30-32
• 3.4.1 磨屑SEM形貌30-31
• 3.4.2 磨痕SEM形貌31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金在模拟体液中腐蚀性能33-39
• 4.1 实验方法33
• 4.2 实验结果与分析33-38
• 4.2.1 在模拟体液中的实验33-34
• 4.2.2 模拟体液中的塔菲尔曲线和阻抗曲线分析34-37
• 4.2.3 合金腐蚀后表面SEM形貌37-38
• 4.3 本章小结38-39
• 第五章 Y含量对Mg-2Zn-0.5Ca-Y系合金表面微弧氧化膜性能的影响39-43
• 5.1 实验方法39
• 5.2 结果与讨论39-42
• 5.2.1 Y含量对相结构的影响39-40
• 5.2.2 Y含量对形貌的影响40-41
• 5.2.3 Y含量对摩擦磨损性能的影响41-42
• 5.3 本章小结42-43
• 第六章 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-49
• 作者简介49
• 攻读硕士学位期间研究成果49-50

【参考文献】

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本文编号：970807