基于微弧氧化膜多孔性的鎂合金雙重自修復(fù)涂層的制備及修復(fù)機理研究
發(fā)布時間:2021-07-31 15:10
鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,有著廣泛的應(yīng)用前景。由于鎂合金耐蝕性差,服役過程中常需要使用防護涂層。然而涂層在服役過程中,一旦發(fā)生老化和破損,腐蝕將會從涂層破損處萌生,加速鎂合金的失效。釋放緩蝕劑的自修復(fù)涂層是解決這一問題的有效途徑。雖然已經(jīng)開發(fā)了多種自修復(fù)涂層,但是這些單層自修復(fù)涂層的修復(fù)能力有限,且相關(guān)修復(fù)機制尚需澄清。本文設(shè)計了一種雙重自修復(fù)涂層,利用微弧氧化膜的微孔來填充成膜型緩蝕劑,并在微弧氧化膜表面有機涂層中加入與成膜型緩蝕劑協(xié)同作用的有機緩蝕劑。研究內(nèi)容包括緩蝕劑的篩選,自修復(fù)涂層的制備,涂層自修復(fù)性能的檢測,涂層中緩蝕劑的釋放、遷移及協(xié)同修復(fù)機制。為篩選用于制備自修復(fù)涂層的緩蝕劑,研究了六種緩蝕劑對AM60鎂合金的緩蝕作用。其中十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、檸檬酸鈉和2-巰基苯并噻唑(MBT)為有機吸附型緩蝕劑,Na3PO4、Ce(NO3)3和NaVO3為無機成膜型緩蝕劑。SDBS的緩蝕效率高達97%,MBT和SDBS的結(jié)構(gòu)相似,能減緩陰極反應(yīng)。Na3PO4的緩蝕率為94%。利用微弧氧化膜的微孔裝載成膜型緩蝕劑制備自修復(fù)涂層。對比Ce(N03)3、Na3PO4和NaVO3...
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?Mg-H20體系的電位-pH圖丨3丨21-26??Fig.?1.1?E-pH?diagram?of?Mg-HiO?system??
結(jié)合力、耐磨性和耐蝕性[29]。??1微弧氧化膜的微孔??典型的鎂合金微弧氧化膜結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。微弧氧化膜的表面為疏松層,??存在大量微孔[3G],是微弧產(chǎn)生時熔融態(tài)氧化物的噴發(fā)通道,或者是由涂層形成時??氧化膜中包覆的氣泡受壓噴出而形成[11,31]。內(nèi)層為致密層,凝固的熔融物將微孔??堵塞,與基體金屬呈犬牙交錯的冶金結(jié)合[3〇]。由于熔融氧化物快速凝固引起的熱??應(yīng)力,微弧氧化膜還存在微裂紋[31]。??6??
微弧氧化膜的孔徑通常小于10微米,因此會存在明顯的毛細現(xiàn)象,即在處理液??能夠潤濕氧化膜的情況下,處理液會在表面張力的作用下,向微孔內(nèi)浸潰。經(jīng)典??的毛細現(xiàn)象分析中,毛細管中的受力情況如圖1.4所示。??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)混型蔗糖/NaCl氣溶膠吸濕性及傳質(zhì)的研究[J]. 楊溦,馬帥帥,殷紫原,龐樹峰,張韞宏. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(S1)
[2]AM60鎂合金大氣腐蝕及動力學(xué)分析[J]. 劉東風(fēng),李永剛,衛(wèi)英慧,侯利鋒,郭春麗. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[3]裝載緩蝕劑的納米SiO2對環(huán)氧涂層耐腐蝕性的影響[J]. 孫偉,尹桂來,劉福春,唐囡,韓恩厚,萬軍彪,柯偉,鄧靜偉. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2015(05)
[4]鎂合金的腐蝕與微弧氧化膜層研究[J]. 劉胤,劉時美,于魯萍,劉軍,姜偉. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2015(02)
[5]自修復(fù)智能涂料研究進展:概念、作用機理及應(yīng)用[J]. 許飛,凌曉飛,許海燕,祝寶英,朱柯,張漢青,莊振宇,陳衛(wèi)東,胡中. 中國涂料. 2014(08)
[6]鋁陽極氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)及沸水封閉處理對膜層顯微硬度的影響[J]. 張培,趙旭輝,唐聿明,左禹. 表面技術(shù). 2013(05)
[7]Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy[J]. M.Laleh,Farzad Kargar,A.Sabour Rouhaghdam. Journal of Rare Earths. 2012(12)
[8]鈰對鎂合金微弧氧化膜微觀結(jié)構(gòu)和耐蝕性的影響[J]. 賓遠紅,劉英,李衛(wèi),李培芬. 電鍍與涂飾. 2011(11)
[9]微弧氧化對AZ91D鎂合金力學(xué)性能的影響[J]. 張勇,陳躍良,郁大照,張?zhí)┓? 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2010(03)
[10]電參數(shù)對鎂合金陽極氧化膜性能影響的研究進展[J]. 張榮發(fā),李明升,龍小麗,何向明,單大勇,韓恩厚. 中國有色金屬學(xué)報. 2006(11)
博士論文
[1]微弧氧化系統(tǒng)下等離子體的形成機制與膜層自組織生長動力學(xué)[D]. 米天健.西安理工大學(xué) 2016
[2]AZ91D鎂合金顯微組織對其在特定環(huán)境下腐蝕行為的影響[D]. 楊麗景.太原理工大學(xué) 2010
[3]弧輝滲鍍技術(shù)在鎂合金表面形成鈦鉻薄膜及其耐蝕性能研究[D]. 崔彩娥.太原理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]鎂合金原位封孔型微弧氧化膜層的成膜機理研究[D]. 董凱輝.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[2]金屬表面自愈合涂層的制備及防腐性能研究[D]. 張開悅.大連理工大學(xué) 2014
[3]自愈合涂層的制備及其防腐蝕性能的研究[D]. 武婷婷.大連理工大學(xué) 2013
本文編號:3313692
【文章來源】:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?Mg-H20體系的電位-pH圖丨3丨21-26??Fig.?1.1?E-pH?diagram?of?Mg-HiO?system??
結(jié)合力、耐磨性和耐蝕性[29]。??1微弧氧化膜的微孔??典型的鎂合金微弧氧化膜結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。微弧氧化膜的表面為疏松層,??存在大量微孔[3G],是微弧產(chǎn)生時熔融態(tài)氧化物的噴發(fā)通道,或者是由涂層形成時??氧化膜中包覆的氣泡受壓噴出而形成[11,31]。內(nèi)層為致密層,凝固的熔融物將微孔??堵塞,與基體金屬呈犬牙交錯的冶金結(jié)合[3〇]。由于熔融氧化物快速凝固引起的熱??應(yīng)力,微弧氧化膜還存在微裂紋[31]。??6??
微弧氧化膜的孔徑通常小于10微米,因此會存在明顯的毛細現(xiàn)象,即在處理液??能夠潤濕氧化膜的情況下,處理液會在表面張力的作用下,向微孔內(nèi)浸潰。經(jīng)典??的毛細現(xiàn)象分析中,毛細管中的受力情況如圖1.4所示。??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]內(nèi)混型蔗糖/NaCl氣溶膠吸濕性及傳質(zhì)的研究[J]. 楊溦,馬帥帥,殷紫原,龐樹峰,張韞宏. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(S1)
[2]AM60鎂合金大氣腐蝕及動力學(xué)分析[J]. 劉東風(fēng),李永剛,衛(wèi)英慧,侯利鋒,郭春麗. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[3]裝載緩蝕劑的納米SiO2對環(huán)氧涂層耐腐蝕性的影響[J]. 孫偉,尹桂來,劉福春,唐囡,韓恩厚,萬軍彪,柯偉,鄧靜偉. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2015(05)
[4]鎂合金的腐蝕與微弧氧化膜層研究[J]. 劉胤,劉時美,于魯萍,劉軍,姜偉. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2015(02)
[5]自修復(fù)智能涂料研究進展:概念、作用機理及應(yīng)用[J]. 許飛,凌曉飛,許海燕,祝寶英,朱柯,張漢青,莊振宇,陳衛(wèi)東,胡中. 中國涂料. 2014(08)
[6]鋁陽極氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)及沸水封閉處理對膜層顯微硬度的影響[J]. 張培,趙旭輝,唐聿明,左禹. 表面技術(shù). 2013(05)
[7]Investigation of rare earth sealing of porous micro-arc oxidation coating formed on AZ91D magnesium alloy[J]. M.Laleh,Farzad Kargar,A.Sabour Rouhaghdam. Journal of Rare Earths. 2012(12)
[8]鈰對鎂合金微弧氧化膜微觀結(jié)構(gòu)和耐蝕性的影響[J]. 賓遠紅,劉英,李衛(wèi),李培芬. 電鍍與涂飾. 2011(11)
[9]微弧氧化對AZ91D鎂合金力學(xué)性能的影響[J]. 張勇,陳躍良,郁大照,張?zhí)┓? 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2010(03)
[10]電參數(shù)對鎂合金陽極氧化膜性能影響的研究進展[J]. 張榮發(fā),李明升,龍小麗,何向明,單大勇,韓恩厚. 中國有色金屬學(xué)報. 2006(11)
博士論文
[1]微弧氧化系統(tǒng)下等離子體的形成機制與膜層自組織生長動力學(xué)[D]. 米天健.西安理工大學(xué) 2016
[2]AZ91D鎂合金顯微組織對其在特定環(huán)境下腐蝕行為的影響[D]. 楊麗景.太原理工大學(xué) 2010
[3]弧輝滲鍍技術(shù)在鎂合金表面形成鈦鉻薄膜及其耐蝕性能研究[D]. 崔彩娥.太原理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]鎂合金原位封孔型微弧氧化膜層的成膜機理研究[D]. 董凱輝.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[2]金屬表面自愈合涂層的制備及防腐性能研究[D]. 張開悅.大連理工大學(xué) 2014
[3]自愈合涂層的制備及其防腐蝕性能的研究[D]. 武婷婷.大連理工大學(xué) 2013
本文編號:3313692
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