發(fā)布時間：2018-03-06 12:39

  本文選題：Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca合金　切入點：微弧氧化　出處：《哈爾濱理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：鎂及鎂合金具有良好的生物相容性，因此在生物醫(yī)學等領域具有廣闊的應用前景，但由于鎂在元素周期表中排在IIA族，比較活潑，在使用過程中極易腐蝕，這極大地限制了鎂合金的應用。為提高鎂合金的耐蝕性，進一步擴展其應用范圍，本文以Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca生物鎂合金為研究對象，通過微弧氧化方法在合金表面生長一種耐腐蝕的生物涂層，研究并優(yōu)化了Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca合金的微弧氧化工藝及參數(shù)，并進一步揭示了工藝參數(shù)對涂層耐腐蝕性的影響規(guī)律。 選取NaOH、Na2SiO3、KF三種成分為基礎電解液，在較高的電源頻率1000Hz及15%的占空比下，通過改變氧化電壓、氧化時間、添加劑含量等工藝參數(shù)來制備不同的氧化涂層。利用SEM、XRD等實驗手段揭示了不同工藝參數(shù)對涂層的厚度、表面形貌及物相組成的影響規(guī)律。結果表明，隨著氧化電壓的升高，涂層厚度先增大后減小，涂層表面微孔尺寸逐漸減小，但微孔密度持續(xù)增大，表面粗糙度減小，當電壓到達一定值時，易造成涂層擊穿。隨著氧化時間的增加，涂層厚度持續(xù)增加，當達到平衡狀態(tài)時，涂層厚度不再增加。添加劑的加入使得涂層厚度顯著增加，并隨著其含量的增加，涂層表面更加致密平滑。 利用點滴實驗、模擬體液浸泡、極化曲線等手段揭示不同工藝參數(shù)對涂層耐蝕性的影響規(guī)律。結果表明隨著氧化電壓的增加，涂層的耐蝕性先增強后減弱；氧化時間對涂層的耐蝕性影響主要是通過改變涂層厚度實現(xiàn)的；添加劑的加入使得腐蝕電位增加，涂層表面耐蝕性增強。 當采用的微弧氧化工藝參數(shù)為氧化電壓350V、氧化時間10min，添加苯甲酸鈉量2g/L時，制備出的Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca生物鎂合金表面涂層表面平滑致密，無微觀缺陷，在模擬體液中浸泡四周后表面涂層完好，，金相顯微鏡下觀察涂層降解均勻，未有基體露出，耐蝕性良好。
[Abstract]:Magnesium and magnesium alloys have good biocompatibility, so they have a wide application prospect in biomedicine and other fields. However, magnesium is easily corroded in the process of application because of its IIA family in the periodic table. In order to improve the corrosion resistance of magnesium alloys and further expand their application scope, a kind of anticorrosive biologic coating was grown on the surface of Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca biological magnesium alloy by micro-arc oxidation method. The microarc oxidation process and parameters of Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca alloy were studied and optimized, and the effect of process parameters on corrosion resistance of Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca alloy was revealed. Three components of NaOHN Na2SiO3KF were selected as the base electrolyte, and the oxidation voltage and time were changed at higher power frequency 1000Hz and 15% duty cycle. The effects of different process parameters on the thickness, surface morphology and phase composition of the coatings were revealed by means of SEM XRD and other technological parameters. The results showed that the oxidation voltage increased with the increase of oxidation voltage. The coating thickness first increases and then decreases, and the micropore size decreases gradually, but the micropore density increases continuously and the surface roughness decreases. When the voltage reaches a certain value, the coating breakdown is easy to be caused, and with the increase of oxidation time, The thickness of the coating increases continuously, and when the coating reaches the equilibrium state, the thickness of the coating does not increase. The addition of additives makes the coating thickness increase significantly, and with the increase of its content, the coating surface becomes denser and smoother. The effects of different process parameters on the corrosion resistance of the coatings were revealed by drip experiments, simulated body fluid immersion and polarization curves. The results showed that the corrosion resistance of the coatings increased first and then weakened with the increase of oxidation voltage. The effect of oxidation time on the corrosion resistance of the coating is mainly achieved by changing the thickness of the coating, and the corrosion potential increases and the corrosion resistance of the coating surface increases with the addition of additives. When the process parameters of micro-arc oxidation are 350V oxidation voltage, 10min oxidation time and 2g / L sodium benzoate added, the surface of the surface coating of Mg-2Zn-1Mn-0.5Ca biological magnesium alloy is smooth and compact without microcosmic defects. After immersion in simulated body fluid for four weeks, the surface coating was intact, and the coating was degraded evenly under metallographic microscope, no substrate was exposed, and the corrosion resistance was good.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1574875