本文關(guān)鍵詞：梯度多孔Mg-Mn合金的制備及其表面改性研究

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【摘要】：本文以碳酸氫銨為造孔劑、Mg粉和Mn粉為主要原料，采用粉末冶金技術(shù)制備了梯度多孔Mg-Mn合金。研究了造孔劑分布、Mg粉的粒度、Mn的含量、壓制壓力和燒結(jié)溫度對梯度多孔Mg-Mn合金孔隙特性、燒結(jié)收縮率、抗壓強(qiáng)度和顯微硬度的影響，并觀察了Mn元素添加對梯度多孔Mg-Mn合金耐蝕性的影響。在硅酸鈉系電解液中對燒結(jié)后梯度多孔Mg-Mn合金進(jìn)行了微弧氧化改性處理，分析微弧氧化過程中的電壓-時(shí)間曲線，研究了微弧氧化電流密度、氧化時(shí)間以及Mn含量對微弧氧化過程中電壓值、氧化膜層的顯微組織和厚度的影響，觀察了氧化膜層的物相組成，測試了氧化膜的耐蝕性能。研究結(jié)果表明：隨著中間層造孔劑含量的降低，孔隙梯度分布加大，燒結(jié)試樣的平均孔隙度降低，燒結(jié)收縮率增加，抗壓強(qiáng)度提高；隨著Mg粉粒度的減小和壓制壓力的增加，燒結(jié)試樣的平均孔隙度降低，燒結(jié)收縮率增加；隨著Mn含量的增加，孔壁處晶粒燒結(jié)的致密化程度提高，晶粒細(xì)化，當(dāng)Mn含量超過2wt%時(shí)，孔壁晶粒燒結(jié)的致密化程度略有降低。結(jié)合XRD和EDS分析表明當(dāng)Mn含量為2wt%時(shí)，梯度多孔Mg-Mn合金由單相α-Mg固溶體組成，當(dāng)Mn含量為3wt%時(shí)，梯度多孔Mg-Mn合金由α-Mg固溶體和α-Mn兩相組成。隨著Mn含量的增加，，梯度多孔Mg-Mn合金的抗壓強(qiáng)度先增加而后降低，顯微硬度持續(xù)增加。耐腐蝕性分析表明，在相同腐蝕時(shí)間下，添加Mn元素后多孔Mg合金的自腐蝕電位升高，腐蝕電流密度和腐蝕速率降低，表明梯度多孔Mg-Mn合金的耐腐蝕性增加。當(dāng)造孔劑分布為15wt%-5wt%-15wt%，燒結(jié)溫度為640℃，壓制壓力為100MPa，Mn含量為2wt%時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)物的抗壓強(qiáng)度為32.5MPa，顯微硬度為49.5HV，腐蝕速率為0.178mm/a。 微弧氧化研究結(jié)果表明：隨著微弧氧化電流密度和氧化時(shí)間的增加，微弧氧化電壓-時(shí)間曲線中的初始電壓U1、擊穿電壓U2、穩(wěn)定電壓U3均增加，表面膜層厚度逐漸增厚。隨著Mn含量的增加，起始電壓U1、擊穿電壓U2和穩(wěn)定電壓U3均下降，但是當(dāng)Mn含量超過2wt%后，U1、U2、U3均上升。隨著Mn元素含量的增加，微弧氧化膜層厚度先降低而后增加。當(dāng)氧化電流密度為9.5A/dm2，氧化時(shí)間為2min，Mn含量為2wt%時(shí)，梯度多孔Mg-Mn合金表面形成的氧化膜質(zhì)量最好，孔隙細(xì)小、分布均勻，膜層厚度為39.6μm。XRD和EDS分析表明微弧氧化膜表面由MgO和Mg2SiO4兩相組成。耐腐蝕性能測試表明未微弧氧化樣品的自腐蝕電位較低，腐蝕電流密度較大，失重比較明顯，析氫量較大，而微弧氧化后樣品的自腐蝕電位增加，腐蝕電流密度降低，質(zhì)量出現(xiàn)先增加而后降低的情況，同時(shí)失重和析氫量比未微弧氧化樣品少，這說明微弧氧化后樣品的耐腐蝕性提高，其中添加Mn元素后，梯度多孔Mg-Mn合金的耐腐蝕性更佳。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4;TF124

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張忠明;馮亞如;徐春杰;;等離子噴涂Al_(65)Cu_(23)Fe_(12)涂層的組織與性能研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2008年01期

2 陳存敬,郭志猛,賈成廠,殷聲,薛潤東;自蔓延高溫合成TiNi多孔體合金[J];粉末冶金技術(shù);2003年03期

3 牛文娟;白晨光;邱貴寶;王強(qiáng);;泡沫鈦及其合金制備方法研究進(jìn)展[J];粉末冶金技術(shù);2009年04期

4 李關(guān)芳;醫(yī)用貴金屬材料的研究與發(fā)展[J];貴金屬;2004年03期

5 劉培生,李鐵藩,傅超,呂明;多孔金屬材料的應(yīng)用[J];功能材料;2001年01期

6 劉培生,黃林國;多孔金屬材料制備方法[J];功能材料;2002年01期

7 曉敏;鈦粉末冶金制品在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用[J];金屬功能材料;2000年05期

8 劉源,李言祥,張華偉;藕狀多孔金屬M(fèi)g的Gasar工藝制備[J];金屬學(xué)報(bào);2004年11期

9 張廣道;黃晶晶;楊柯;張炳春;艾紅軍;;動(dòng)物體內(nèi)植入鎂合金的早期實(shí)驗(yàn)研究[J];金屬學(xué)報(bào);2007年11期

10 陳寰貝;高偉;;醫(yī)用多孔鈦及鈦合金的研究進(jìn)展[J];南方金屬;2009年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊喜臻;Ti-6Al-4V表面微弧氧化生物陶瓷層及其生物相容性的研究[D];吉林大學(xué);2009年

2 李強(qiáng);多孔NiTi形狀記憶合金的制備和表面改性研究[D];東北大學(xué);2008年

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