鎂合金因優(yōu)異的性能,如質量輕、比強度高、散熱好等,具有巨大潛力應用于化工、運輸、航空航天等領域。但鎂合金有化學活性高,耐腐蝕性差的缺點。在鎂合金表面構建合理且優(yōu)異的涂層能夠極大的提高鎂合金的防腐蝕能力。本文中主要應用鎂鋁層狀雙氫氧化物（MgAl-LDH）的特殊結構和離子交換性能作為研究提高鎂合金防腐蝕能力的方法,具體研究內容包括以下三部分:（1）研究反應物添加順序對Mg合金表面原位生長MgAl-LDH涂層性能的影響。X射線衍射圖譜（XRD）、傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）結果、掃描電子顯微鏡（SEM）和電化學測試表征表明MgAl-LDH涂層的表面形貌和耐蝕性與藥品添加順序有關。其中第一種（MgAl-LDH/FS1）和第三種（MgAl-LDH/FS3）添加順序生成的涂層防腐能力相對較好。采用在8-喹啉醇（8HQ）溶液中浸泡的方式對MgAl-LDH/FS1和MgAl-LDH/FS3進行改性。8HQ緩蝕劑層有效吸附在MgAl-LDH層,使涂層具有明顯的疏水能力,增加其物理阻隔效果。當涂層出現(xiàn)缺陷時8HQ-能達到良好的緩蝕效果,與空白MgAl-LDH涂層相比,復合涂層的耐腐蝕性能明顯增強。（... 

【文章來源】：西華師范大學四川省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

所示線0、2、4和6是可溶性離子活度的對數(shù)，a、b先分別顯示了水及其分解產(chǎn)物氫和氧的穩(wěn)定條件，忽略氫化物的形成[9]

第1章前言5如圖1-2中所示，當涂層發(fā)生損壞時，涂層中的納米容器經(jīng)微區(qū)域環(huán)境改變刺激，釋放出緩蝕劑，在缺陷表面發(fā)生反應，生成物最終填充損壞處，修復涂層，達到長期保護的效果。而非自主修復是由外界光或熱的刺激引發(fā)，導致涂層發(fā)生化學反應或者物理反應，最終生成鍵或者分子鏈轉移等，最終修復涂層。大部分自修復涂層都由內側涂層和外側涂層組成的多層體系。如Qing-SongYao[23]等在鎂合金表面沉積LDH后用甲基三甲基硅烷和硝酸鈰采用浸漬的方式改性內側涂層。得到的涂層不僅抗腐蝕離子侵入的能力強，而且涂層破壞后能修復破損處，阻止進一步腐蝕。還可以在以上提過的幾種常用涂層的基礎上做一些改性工作，使原本普通的物理阻隔涂層具有自修復能力。在各種自修復涂層中最有前途之一的是智能涂層，即涂層中添加物因外界條件改變如pH、溫度、磁場和特殊離子濃度等，再釋放出緩蝕劑的刺激響應能力，這樣的涂層具有智能自修復能力。摻入載有緩蝕劑的納米容器的智能涂層系統(tǒng)的緩蝕機理總結如下：（1）由于侵蝕性離子的局部侵蝕而產(chǎn)生缺陷，從而導致環(huán)境因素（例如局部pH）的變化；（2）外部環(huán)境的變化導致緩蝕劑從納米載體中釋放；并且（3）釋放的緩蝕劑防止缺陷破壞處進一步腐蝕[24-30]。圖1-2添加有刺激響應納米顆粒的環(huán)氧樹脂涂層的自修復機理[31]。Figure1-2Self-healingmechanismofepoxyresincoatingwithstimulus-responsivenanoparticles.層狀雙金屬氫氧化物（LDH）作為一種陰離子黏土，也稱為類水滑石化合物，因其獨特的結構與性能而得到廣泛的應用。天然水滑石最早于1842年在瑞典發(fā)現(xiàn)，100年后Feitknecht能人工合成[32]。在過去的十年中，LDH在工業(yè)上廣泛應用，并引起了科學家們的研究興趣。LDH的結構如圖1-3所示[33]，為層

第1章前言6CO32等陰離子，但金屬骨架對不同離子的吸附性不同，所以層間陰離子種類可多變且能離子交換。圖1-3M2+M3+LDH結構示意圖，Cl、NO3和CO32離子嵌入水鎂石狀結構中[33]。Figure1-3SchematicdiagramofthestructureofM2+M3+LDH,andCl,NO3andCO32anionsareembeddedinthebrucite-likestructure.在合成的過程中，常有水分子嵌入氫氧化物層間。金屬陽離子的大孝所帶電荷和比例，陰離子所帶電荷和取向以及結晶水的相對量都會影響LDH的晶體結構參數(shù)、鍵強度和陰離子交換能力。由于良好的離子交換性[34,35]，它能用作腐蝕防護涂層，以模仿傳統(tǒng)鉻轉化膜的自修復行為。因LDH的金屬離子層對于不同陰離子有不同的親和力，因此侵蝕性離子會被捕獲到中間層，同時嵌入的陰離子會釋放出來并起緩蝕劑的作用，從而提高了LDH涂層的防腐性能[35,36]。釋放出的陰離子可能會與Mg合金氧化反應產(chǎn)生的Mg2+發(fā)生反應，形成致密且穩(wěn)定的沉積物，進而填充腐蝕產(chǎn)生的缺陷部位，修復缺陷并降低環(huán)境的侵蝕，表現(xiàn)出自我修復能力[37,38]。在合金上制備LDH涂層常用的方法有以下幾種：（1）原位生長法。涂層通過化學鍵與金屬表面牢固粘附。原位生長技術簡單通用，是一種有前途的替代方法。如王[39]等人，在硝酸銨水溶液中通過水熱處理在鎂合金表面合成了MgAl-LDH涂層，電化學測試表面生成的涂層具有明顯的防腐能力。改變反應過程中的處理時間和pH值，可以調節(jié)LDH顆粒的大小和涂層的厚度。（2）共沉淀法。共沉淀是制備LDH常用的方法之一，該方法可以精確控制LDH的化學組成，并且具有很高的反應活性�？扇苄越饘冫}溶液與堿性溶液反應，生成非晶態(tài)的LDH，然后在一定溫度和壓強下結晶，形成涂層。該方法使用的堿

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鎂資源、鎂質化工材料現(xiàn)狀與前景[J]. 劉爽.  化工管理. 2019(36)
[2]AZ31鎂合金Ni-P/NiO耐腐蝕超疏水表面的制備及其性能研究[J]. 張海永,曹京宜,馮亞菲,王梓名,陳蓉蓉,景曉燕,王君.  腐蝕科學與防護技術. 2019(04)
[3]生物可降解醫(yī)用鎂合金應用于骨缺損修復中的研究展望[J]. 崔云霞,李保勝,韓春雨,付齊月,李尊泰,齊曉爽,張慧彥,孟維艷.  現(xiàn)代口腔醫(yī)學雜志. 2019(01)
[4]醫(yī)用鎂合金:成分、組織及腐蝕[J]. 曾榮昌,崔藍月,柯偉.  金屬學報. 2018(09)
[5]鎂合金鋅系磷酸鹽化學轉化膜的研究[J]. 邵忠財,戴詩行,魏守強.  表面技術. 2018(04)
[6]AZ31鎂合金表面鈰摻雜鋅鈣磷酸鹽化學轉化膜的腐蝕性能（英文）[J]. 曾榮昌,胡艷,張芬,黃原定,王振林,李碩琦,韓恩厚.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(02)



本文編號：3266141