鎂合金表面氧化石墨烯基復(fù)合涂層的構(gòu)建及其耐蝕性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-12 16:59
鎂及其合金具有低的密度,高的比強(qiáng)度和比剛度以及易于機(jī)械加工和回收的獨(dú)特性能,在電子通信,汽車行業(yè)和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用引起了廣泛的關(guān)注。但鎂合金的耐腐蝕性能差,這極大的限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。因此探討有效的鎂合金表面防護(hù)方法是十分必要的。本論文首先通過(guò)改進(jìn)的Hummers法制備出氧化石墨烯(GO),然后分別采用3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑(APTES)和微弧氧化處理(MAO),在AZ31B鎂合金表面制備了APTES/GO和MAO(GO)兩種復(fù)合涂層。通過(guò)掃描電鏡分析(SEM)、能譜分析(EDS)、紅外光譜分析(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)和拉曼光譜分析等表征手段對(duì)制備的GO、APTES/GO和MAO(GO)兩種復(fù)合涂層的微觀形貌和成分組成進(jìn)行了分析,通過(guò)測(cè)定試樣的動(dòng)電位極化曲線和交流阻抗譜圖對(duì)兩種復(fù)合涂層在3.5 wt%NaCl中性溶液中的腐蝕行為進(jìn)行了研究。(1)APTES/GO復(fù)合涂層的最優(yōu)工藝參數(shù)為:APTES含量:5%(v%);醇水比:1:18;浸泡時(shí)間:30 min;GO含量:2 g/L。該復(fù)合涂層的形貌均勻致密,膜層厚度為1μm。XPS、FTIR和拉曼測(cè)試表明了...
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 鎂及鎂合金概述
1.1.1 鎂及鎂合金簡(jiǎn)介
1.1.2 鎂合金的特性與應(yīng)用
1.1.3 鎂合金的腐蝕原理
1.1.4 鎂合金的腐蝕類型
1.2 鎂合金的表面防護(hù)處理
1.2.1 化學(xué)轉(zhuǎn)化
1.2.2 陽(yáng)極氧化
1.2.3 微弧氧化
1.2.4 金屬鍍層
1.2.5 有機(jī)涂層
1.3 硅烷偶聯(lián)劑特性
1.3.1 硅烷偶聯(lián)劑簡(jiǎn)介
1.3.2 硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面處理中的應(yīng)用
1.3.3 硅烷化處理的作用原理
1.3.4 硅烷化處理的影響因素
1.4 氧化石墨烯特性
1.4.1 氧化石墨烯簡(jiǎn)介
1.4.2 氧化石墨烯的制備
1.4.3 氧化石墨烯的應(yīng)用
1.5 本課題研究的意義和內(nèi)容
1.5.1 課題的研究意義
1.5.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.3 鎂合金基體前處理工藝
2.4 樣品表面復(fù)合涂層制備工藝
2.4.1 氧化石墨烯制備工藝
2.4.2 APTES/GO復(fù)合涂層制備工藝
2.4.3 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層制備工藝
2.5 復(fù)合涂層的性能測(cè)試分析
2.5.1 復(fù)合涂層電化學(xué)測(cè)試
2.5.2 復(fù)合涂層全浸蝕測(cè)試
2.6 復(fù)合涂層的形貌與成分表征
2.6.1 掃描電子顯微鏡和能譜分析
2.6.2 X射線衍射成分分析
2.6.3 紅外吸收光譜分析
2.6.4 拉曼光譜分析
2.6.5 X射線光電子譜分析
第三章 鎂合金表面APTES/GO復(fù)合涂層的制備與耐腐蝕性研究
3.1 氧化石墨烯的形貌和成分表征
3.2 APTES硅烷涂層工藝參數(shù)的確定
3.2.1 醇水比對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.2.2 硅烷含量對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.2.3 處理時(shí)間對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.3 APTES/GO復(fù)合涂層形貌與成分表征
3.4 APTES/GO復(fù)合涂層電化學(xué)測(cè)試分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 鎂合金表面MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的制備與耐腐蝕性研究
4.1 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層制備工藝參數(shù)優(yōu)化
4.1.1 GO添加量對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.1.2 電流密度對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.1.3 氧化時(shí)間對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.2 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的形貌與能譜分析
4.3 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層電化學(xué)測(cè)試分析
4.4 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層全浸蝕試驗(yàn)分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間已發(fā)表和待發(fā)表的相關(guān)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Non-covalently Functionalized Graphene Oxide-Based Coating to Enhance Thermal Stability and Flame Retardancy of PVA Film[J]. Wenhua Chen,Pengju Liu,Lizhen Min,Yiming Zhou,Yuan Liu,Qi Wang,Wenfeng Duan. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]氧化石墨烯的制備及結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 朱宏文,段正康,張蕾,尹科. 材料科學(xué)與工藝. 2017(06)
[3]氨基酸類有機(jī)添加劑對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化的影響及其作用機(jī)制研究[J]. 溝引寧,張丁非,易丹,張春艷. 稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[4]鎂合金微弧氧化體系中四硼酸鈉的作用機(jī)理研究[J]. 邵文婷,蔣百靈,房愛存. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[5]AZ91鎂合金磷酸鹽-錳酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的研究[J]. 張換紅,李廣宇,孔冰,邵忠財(cái),夏吉利. 電鍍與環(huán)保. 2016(02)
[6]AZ91D鎂合金表面熱擴(kuò)滲膜層的結(jié)構(gòu)及性能研究[J]. 程小敏,張修慶,陳小娜. 熱加工工藝. 2016(04)
[7]Multifunctional MgF2/Polydopamine Coating on Mg Alloy for Vascular Stent Application[J]. Xiaoli Liu,Zhen Zhen,Jing Liu,Tingfei Xi,Yudong Zheng,Shaokang Guan,Yufeng Zheng,Yan Cheng. Journal of Materials Science & Technology. 2015(07)
[8]鎂合金表面改性技術(shù)的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 付海峰,呂東顯,譚化超,陳再良. 熱處理. 2015(03)
[9]AZ31B鎂合金表面植酸改性V/Zr轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性[J]. 蔣書琴,郭瑞光,蔣曉. 材料保護(hù). 2015(06)
[10]AZ91D鎂合金微弧氧化膜的致密性及其對(duì)耐蝕性的影響[J]. 董海榮,馬穎,郭惠霞,張玉福,郝遠(yuǎn). 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
碩士論文
[1]AZ91D鎂合金環(huán)保型鈣系磷化膜的制備與耐腐蝕性能研究[D]. 王鵬飛.青島科技大學(xué) 2014
[2]硅烷化處理對(duì)鈷鉻合金防腐蝕性能的影響[D]. 成思源.中南大學(xué) 2011
[3]鎂合金表面冷噴涂工藝及機(jī)理研究[D]. 王怡嵩.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3394602
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 鎂及鎂合金概述
1.1.1 鎂及鎂合金簡(jiǎn)介
1.1.2 鎂合金的特性與應(yīng)用
1.1.3 鎂合金的腐蝕原理
1.1.4 鎂合金的腐蝕類型
1.2 鎂合金的表面防護(hù)處理
1.2.1 化學(xué)轉(zhuǎn)化
1.2.2 陽(yáng)極氧化
1.2.3 微弧氧化
1.2.4 金屬鍍層
1.2.5 有機(jī)涂層
1.3 硅烷偶聯(lián)劑特性
1.3.1 硅烷偶聯(lián)劑簡(jiǎn)介
1.3.2 硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面處理中的應(yīng)用
1.3.3 硅烷化處理的作用原理
1.3.4 硅烷化處理的影響因素
1.4 氧化石墨烯特性
1.4.1 氧化石墨烯簡(jiǎn)介
1.4.2 氧化石墨烯的制備
1.4.3 氧化石墨烯的應(yīng)用
1.5 本課題研究的意義和內(nèi)容
1.5.1 課題的研究意義
1.5.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
2.3 鎂合金基體前處理工藝
2.4 樣品表面復(fù)合涂層制備工藝
2.4.1 氧化石墨烯制備工藝
2.4.2 APTES/GO復(fù)合涂層制備工藝
2.4.3 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層制備工藝
2.5 復(fù)合涂層的性能測(cè)試分析
2.5.1 復(fù)合涂層電化學(xué)測(cè)試
2.5.2 復(fù)合涂層全浸蝕測(cè)試
2.6 復(fù)合涂層的形貌與成分表征
2.6.1 掃描電子顯微鏡和能譜分析
2.6.2 X射線衍射成分分析
2.6.3 紅外吸收光譜分析
2.6.4 拉曼光譜分析
2.6.5 X射線光電子譜分析
第三章 鎂合金表面APTES/GO復(fù)合涂層的制備與耐腐蝕性研究
3.1 氧化石墨烯的形貌和成分表征
3.2 APTES硅烷涂層工藝參數(shù)的確定
3.2.1 醇水比對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.2.2 硅烷含量對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.2.3 處理時(shí)間對(duì)APTES硅烷涂層的影響
3.3 APTES/GO復(fù)合涂層形貌與成分表征
3.4 APTES/GO復(fù)合涂層電化學(xué)測(cè)試分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 鎂合金表面MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的制備與耐腐蝕性研究
4.1 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層制備工藝參數(shù)優(yōu)化
4.1.1 GO添加量對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.1.2 電流密度對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.1.3 氧化時(shí)間對(duì)MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的影響
4.2 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層的形貌與能譜分析
4.3 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層電化學(xué)測(cè)試分析
4.4 MAO(GO)復(fù)合陶瓷層全浸蝕試驗(yàn)分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間已發(fā)表和待發(fā)表的相關(guān)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Non-covalently Functionalized Graphene Oxide-Based Coating to Enhance Thermal Stability and Flame Retardancy of PVA Film[J]. Wenhua Chen,Pengju Liu,Lizhen Min,Yiming Zhou,Yuan Liu,Qi Wang,Wenfeng Duan. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]氧化石墨烯的制備及結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 朱宏文,段正康,張蕾,尹科. 材料科學(xué)與工藝. 2017(06)
[3]氨基酸類有機(jī)添加劑對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化的影響及其作用機(jī)制研究[J]. 溝引寧,張丁非,易丹,張春艷. 稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[4]鎂合金微弧氧化體系中四硼酸鈉的作用機(jī)理研究[J]. 邵文婷,蔣百靈,房愛存. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[5]AZ91鎂合金磷酸鹽-錳酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜性能的研究[J]. 張換紅,李廣宇,孔冰,邵忠財(cái),夏吉利. 電鍍與環(huán)保. 2016(02)
[6]AZ91D鎂合金表面熱擴(kuò)滲膜層的結(jié)構(gòu)及性能研究[J]. 程小敏,張修慶,陳小娜. 熱加工工藝. 2016(04)
[7]Multifunctional MgF2/Polydopamine Coating on Mg Alloy for Vascular Stent Application[J]. Xiaoli Liu,Zhen Zhen,Jing Liu,Tingfei Xi,Yudong Zheng,Shaokang Guan,Yufeng Zheng,Yan Cheng. Journal of Materials Science & Technology. 2015(07)
[8]鎂合金表面改性技術(shù)的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 付海峰,呂東顯,譚化超,陳再良. 熱處理. 2015(03)
[9]AZ31B鎂合金表面植酸改性V/Zr轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性[J]. 蔣書琴,郭瑞光,蔣曉. 材料保護(hù). 2015(06)
[10]AZ91D鎂合金微弧氧化膜的致密性及其對(duì)耐蝕性的影響[J]. 董海榮,馬穎,郭惠霞,張玉福,郝遠(yuǎn). 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
碩士論文
[1]AZ91D鎂合金環(huán)保型鈣系磷化膜的制備與耐腐蝕性能研究[D]. 王鵬飛.青島科技大學(xué) 2014
[2]硅烷化處理對(duì)鈷鉻合金防腐蝕性能的影響[D]. 成思源.中南大學(xué) 2011
[3]鎂合金表面冷噴涂工藝及機(jī)理研究[D]. 王怡嵩.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3394602
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