本文關(guān)鍵詞：有機轉(zhuǎn)化膜對AZ31鎂合金在模擬體液中腐蝕性能的影響

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【摘要】：鎂合金是最輕的金屬材料之一,而鎂元素在地殼中含量豐富。鎂及其合金的密度(~1.80g/cm3)與人體骨密度(~1.75 g/cm3)相近;此外,鎂離子無毒,是人體內(nèi)含量僅次于鉀的細胞內(nèi)正離子。因此,鎂合金體現(xiàn)出誘人的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。但是它在體液中的耐腐蝕性能較差,因而制約其發(fā)揮性能優(yōu)勢。目前,鎂合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用時的防腐蝕技術(shù)主要是在其表面形成一層羥磷灰石轉(zhuǎn)化膜,這種方法雖對鎂合金在體液中的耐腐蝕性能有一定的提高,但種類單一,成膜工藝復(fù)雜,穩(wěn)定性較差。因此開發(fā)多種清潔轉(zhuǎn)化膜技術(shù)可顯著擴大鎂合金在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用前景。本文研究了植酸轉(zhuǎn)化膜、海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜對鎂合金在模擬體液中(SBF)耐腐蝕性能的影響。植酸和海藻酸鈉都是清潔無污染,且對人體有益的物質(zhì)。本文首先利用動電位極化曲線(Tafel)和電化學(xué)阻抗譜(eis)確定了植酸、海藻酸鈉的最優(yōu)成膜工藝參數(shù),利用失重實驗比較了最優(yōu)成膜條件下得到的兩種轉(zhuǎn)化膜對鎂合金在SBF中腐蝕速率的影響;然后本文借助掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜(EDS)研究了最優(yōu)的成膜條件下兩種轉(zhuǎn)化膜的表面微觀形貌和組成;最后從理論上分析了轉(zhuǎn)化膜的形成機理。研究的主要成果如下:1)動電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜結(jié)果表明:植酸轉(zhuǎn)化膜的優(yōu)化成膜條件為植酸溶液p H=5,濃度為2 g/L,轉(zhuǎn)化溫度為25℃,轉(zhuǎn)化時間為50min。通過失重實驗發(fā)現(xiàn):經(jīng)最佳條件的植酸溶液處理后的鎂合金AZ31在SBF中的腐蝕速率為0.1917 g/(m2·h),與未處理的AZ31相比減小了89.48%。SEM結(jié)果表明:最優(yōu)條件下形成的植酸轉(zhuǎn)化膜均勻平整,裂縫少。EDS結(jié)果表明:植酸轉(zhuǎn)化膜的組成元素主要有Mg,P,Na,C,結(jié)合植酸的電離方程推理成膜機理主要為,植酸轉(zhuǎn)化膜的主要成分為NaPhy Mg_212-xx。2)動電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜結(jié)果表明:海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜的優(yōu)化成膜條件為海藻酸鈉溶液p H=2,濃度為2 g/L,處理溫度為50℃,處理時間為40 min。失重實驗表明:經(jīng)最優(yōu)條件的海藻酸鈉溶液處理后的鎂合金AZ31在SBF中的腐蝕速率為0.3625 g/(m2·h),與未處理的AZ31相比減小了80.11%。SEM結(jié)果表明:最優(yōu)條件下形成的海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜均勻平整,裂縫少。EDS結(jié)果顯示:海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜主要是由C,O,Mg等元素組成,成膜機理,轉(zhuǎn)化酶主要成分（C_6H_7O_6）_2Mg。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 轉(zhuǎn)化膜 植酸 海藻酸鈉 電化學(xué)測試
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 鎂合金的性能與使用范圍9-10
• 1.1.1 鎂合金的主要性能特點9
• 1.1.2 鎂合金的使用范圍9-10
• 1.2 AZ31 鎂合金在模擬體液中的腐蝕行為10
• 1.3 鎂合金的防腐蝕技術(shù)10-13
• 1.3.1 電鍍10-11
• 1.3.2 陽極氧化11
• 1.3.3 有機涂層11
• 1.3.4 化學(xué)轉(zhuǎn)化11-13
• 1.4 鎂合金在模擬體液中的腐蝕性能的研究進展13-14
• 1.5 選題意義和研究內(nèi)容14-15
• 1.5.1 選題的意義14
• 1.5.2 研究內(nèi)容14-15
• 2 實驗部分15-20
• 2.1 實驗材料及實驗儀器15-16
• 2.2 實驗方法16-20
• 2.2.1AZ31 鎂合金電極的制備16-17
• 2.2.2 轉(zhuǎn)化膜的制備17
• 2.2.3 模擬體液的配置17
• 2.2.4 電化學(xué)測試17-19
• 2.2.5 失重實驗19
• 2.2.6 表面分析實驗19-20
• 3 植酸轉(zhuǎn)化膜對AZ31 鎂合金在模擬體液中腐蝕性能的影響20-38
• 3.1 pH對植酸轉(zhuǎn)化膜腐蝕性能的影響20-25
• 3.1.1 動電位極化曲線測試（Tafel）20-22
• 3.1.2 交流阻抗譜測試（eis)22-25
• 3.2 濃度對植酸轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響25-28
• 3.2.1 動電位極化曲線測試（Tafel）25-27
• 3.2.2 交流阻抗譜測試（eis)27-28
• 3.3 轉(zhuǎn)化溫度對植酸轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響28-31
• 3.3.1 動電位極化曲線測試（Tafel）28-30
• 3.3.2 交流阻抗譜測試（eis)30-31
• 3.4 轉(zhuǎn)化時間對植酸轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響31-34
• 3.4.1 動電位極化曲線測試（Tafel）31-33
• 3.4.2 交流阻抗譜測試（eis)33-34
• 3.5 最佳條件下的失重數(shù)據(jù)分析及討論34-35
• 3.6 成膜機理分析35-38
• 4 海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜對AZ31 鎂合金在模擬體液中耐腐蝕性能的影響38-53
• 4.1 pH對海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜防腐蝕性能的影響38-42
• 4.1.1 動電位極化曲線測試（Tafel）38-40
• 4.1.2 交流阻抗譜測試（eis)40-42
• 4.2 濃度對海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響42-45
• 4.2.1 動電位極化曲線測試（Tafel）42-43
• 4.2.2 交流阻抗譜測試（eis)43-45
• 4.3 轉(zhuǎn)化溫度對海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響45-47
• 4.3.1 動電位極化曲線測試（Tafel）45-46
• 4.3.2 交流阻抗譜測試（eis)46-47
• 4.4 轉(zhuǎn)化時間對海藻酸鈉轉(zhuǎn)化膜防腐性能的影響47-50
• 4.4.1 動電位極化曲線測試（Tafel）47-49
• 4.4.2 交流阻抗譜測試（eis)49-50
• 4.5 失重數(shù)據(jù)分析及討論50-51
• 4.6 成膜機理分析51-53
• 5 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53-54
• 5.2 展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-61
• 附錄61
• A. 作者在攻讀工程碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文61

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