小电流镀铜对阳极氧化AZ31镁合金耐蚀性的 影响

研究了小电流镀铜封孔对阳极氧化AZ31镁合金耐蚀性能的影响.AZ31镁合金阳极氧化后,在传统的镀铜液中进行阴极小电流处理.SEM、EDS和XRD分析结果表明,阴极小电流处理后,在阳极氧化膜的多孔层中发生了铜的沉积.在质量分数为3.5% NaCl水溶液中测试的极化曲线表明,AZ31镁合金阳极氧化后进行小电流镀铜处理,可以提高自腐蚀电位,降低自腐蚀电流密度,使耐蚀性能得到显著提高.     

超重力法制备的LDH涂层对镁合金耐蚀性的提升作用

采用超重力法在旋转填充床（RPB）中制备富马酸根与柠檬酸根复配插层的层状双氢氧化物（LDH）浆液,然后进行水热处理,在AZ31镁合金表面生长出富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对LDH粉末进行表征,利用X射线光电子能谱仪（XPS）对AZ31镁合金表面的LDH涂层进行表征,结果证明成功制备出富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察LDH涂层的外观形貌,通过电化学试验测试了生长LDH涂层的AZ31镁合金的耐腐蚀性能,结果表明,采用超重力法制备的含有富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层表面生成完整、致密的覆盖层,几乎看不到簇立状的LDH片。与共沉淀法相比,使用超重力法制备的LDH涂层,其动电位极化曲线拟合出的腐蚀电位更大,腐蚀电流密度更小。在3.5% NaCl溶液中浸泡96 h后,采用超重力法制备的含有富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层的阻抗值R_ct为56.69kΩ·cm²,大于仅浸泡1 h的采用共沉淀法制备的不含富马酸根与柠檬酸根插层的LDH涂层（R_ct为49.45kΩ·cm²）,表明超重力法制备的LDH涂层表现出更好的耐腐蚀性。     

Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite coating on the surface of medical magnesium alloy and its corrosion resistance

The early corrosion control of biomedical magnesium alloy is an important measure to determine its good performance during implantation into human body. The deposition of calcium phosphate biological coating is the most effective solution at present. In this paper, hydroxyapatite (HAP) coating was hydrothermal synthesized on the surface of AZ31B magnesium alloy, and the influence mechanism of hydrothermal synthesis temperature, time and solution concentration was investigated. The synthesis conditions and deposition mechanism of hydroxyapatite coating without DCPA (CaHPO₄) were proposed. The surface morphology of the coating was observed by field emission electron scanning microscope (FESEM). The types and contents of microelements in the material were analyzed by energy disperse spectroscopy (EDS). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to analyze the functional group information of the coating surface. The corrosion resistance of different experimental groups was studied by electrochemical test. The results showed that when the calcium phosphate solution concentration was 0.1 ?mol/L and the calcium/phosphorus ratio was 1.67, the coating had better morphology structure and corrosion resistance, and the calcium/phosphorus ratio of HAP crystals reached 1.58, the epit of the prepared AZ31B-HAP coating by bare metal increased from ?1.51 ?V to ?1.18 ?V, the impedance value reached 1.0 ?× ?10⁵ ?Ω?cm², and the early corrosion of magnesium alloy substrate was effectively delayed.     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

在镁合金阳极氧化膜上的化学电泳涂装

将AZ31B镁合金放入氯化钠溶液中进行简单的阳极氧化后形成一层高活性的氧化膜,再通过化学电泳涂装形成复合涂层.利用氯化钠溶液的浸泡、电化学极化、交流阻抗、SEM等测试方法对涂层外观及耐蚀性进行表征.结果表明,简单阳极氧化膜在350℃的温度下脱水活化40min后,可以形成高活性的氧化涂层,表面粗糙度、亲水性和碱度大有改进,与电泳漆的反应活性大.阴极聚氨酯电泳漆进行化学电泳涂装获得的复合涂层漆膜厚、疏水性好、耐蚀性高.     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为. 研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行. 涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

Cu-TiO2纳米复合镀层的腐蚀和光催化性能

采用纳米复合镀技术在铝表面制备了Cu-TiO2纳米复合镀层,利用扫描电镜、电化学测试系统、分光光度计对其形貌、腐蚀和光催化性能进行了研究.结果表明,TiO2纳米颗粒在铜基复合膜层中的分散均匀;TiO2颗粒的加入可使Cu-TiO2纳米复合镀层腐蚀电位明显增加,膜层的耐蚀性提高;在紫外光照射下,复合镀层对甲基橙溶液有明显的光催化降解作用,且这种作用随时间延长而有所增大.     

Mg-Zn-Zr表面Ca-P涂层的制备及其降解性能研究

本研究采用微弧氧化与电化学沉积相结合的方法在镁合金(Mg-Zn-Zr)表面制备Ca-P生物陶瓷涂层.利用XRD、SEM、划痕仪、显微镜以及电化学工作站等测试手段来表征所得到的生物陶瓷的成分组成、表面形貌、涂层与机体的结合力、涂层厚度以及涂层材料的耐腐蚀性能.结果表明:在沉积溶液相同的情况下,沉积时间都为30 min,直流电沉积电流大小制备的Ca-P生物陶瓷涂层成分近似相同,主要成分为Ca HPO4·2H2O和Ca HPO4;在沉积电流为20 m A时,直流电沉积制备的Ca-P陶瓷涂层的腐蚀电位达到最大值-1.49 V,腐蚀电流密度达到最小值0.24×10-6A·cm-2,其耐蚀性能也最强.     

Corrosion mechanism of micro-arc oxidation treated biocompatible AZ31 magnesium alloy in simulated body fluid

The rapid degradation of magnesium(Mg) based alloys has prevented their further use in orthopedic trauma fixation and vascular intervention,and therefore it is essential to investigate the corrosion mechanism for improving the corrosion resistance of these alloys. In this work, the effect of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of micro-arc oxidation(MAO) with different voltages were carried out to obtain biocompatible ceramic coatings on AZ31 Mg alloy. The effects of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of MAO samples in the simulated body fluid(SBF) were studied systematically. Scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffractometer(XRD)were employed to characterize the morphologies and phase compositions of coating before and after corrosion. The results showed that corrosion resistance of the MAO coating obtained at 250 V was better than the others in SBF. The dense layer of MAO coating and the corrosion precipitation were the key factors for corrosion behavior. The corrosion of precipitation Mg(OH)2and the calcium phosphate(Ca–P) minerals on the surface of MAO coatings could enhance their corrosion resistance effectively. In addition, the mechanism of MAO coated Mg alloys was proposed.     

AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了AZ31镁合金在3 5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,挤压加工成形的AZ31镁合金,由于合金内部组织沿水平方向发生了一定的层移,位错和缺陷增多,致使侧面和截面的耐腐蚀性能比表面稍差.阻抗测试结果显示,随着浸泡时间的延长,腐蚀产物在合金表面沉积,对基体金属具有一定的保护作用.     

热镀5%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀5%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜首次研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于腐蚀电流密度小,腐蚀产物具有保护性,镀层在全浸区表现出较好的耐蚀性能;镀层在潮差区出现不同程度的生物污损,而比较充分的充气条件又促进了镀层的氧化,其腐蚀速度比全浸区明显降低;镀层在飞溅区未出现生物污损,耐蚀性能最好,可能与良好的充气条件和腐蚀产物层的阻挡作用有关.镀层在飞溅区和潮差区的耐蚀性比全浸区分别提高197%和183%;但在全浸区和潮差区,镀层有局部腐蚀倾向.     

Mg对Galvalume镀层微观结构、耐蚀性和成形性的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪、电化学测试和杯突试验研究了Mg(质量分数15%)对Galvalume(Zn-55Al-16Si)镀层微观结构、耐蚀性和成形性的影响.扫描电镜和X射线衍射仪检测结果显示,添加Mg后在Zn-55Al-16Si-15Mg镀层的枝晶间区出现了MgZn2相;腐蚀产物的微观形貌显示Mg能减少镀层腐蚀产物中的裂纹,并提高其致密性.电化学检测结果显示,Zn-55Al-16Si-15Mg镀层的腐蚀速度仅为Galvalume的341%,因此Mg能显著地提高Galvalume镀层的耐蚀性;MgZn2作为强化相,强化了镀层的枝晶间区,减少了成形杯弯曲外表面的微裂纹,显著地提高了Galvalume镀层的成形性.     

电压对纯镁微弧氧化膜层电化学腐蚀行为的影响

采用循环伏安(CV)、动电位极化(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)技术、结合纯镁微弧氧化膜微观形貌,研究电压对膜层电化学腐蚀行为的影响.结果表明:电压对膜层耐蚀性影响显著,随着电压升高,膜层耐蚀性增强,这是因为较厚的膜层厚度为抵御腐蚀介质的侵蚀提供了良好的物理屏障.在整个腐蚀试验过程中,高电压下制备的膜层经历三个阶段:腐蚀介质逐渐渗入膜层,腐蚀介质渗透膜层到达膜基面侵蚀基体,腐蚀产物填充微孔和微裂纹等缺陷.相比而言,低电压下制备的膜层随着浸泡时间的延长,膜层外部疏松层和内部致密层的电阻均逐渐减小,致使耐蚀性降低,最终膜层完全失效.     

化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层在弱酸性介质中耐蚀性研究

以紫铜为基体,采用化学镀制备了非晶态Ni-P,Ni-Sn-P镀层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等对镀层的结构、微观形貌及元素组成进行分析.通过Tafel极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、开路电位监测及室内加速腐蚀试验,研究两种镀层在pH=5.5,w_(NaCl)=3.5%,以及pH=5.5,wS=20%的土壤介质中的耐蚀性能.结果表明,化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层的自腐蚀电流密度是裸铜的4.5%和1.2%,两种镀层在酸性腐蚀介质中具有比金属铜更好的耐蚀性,并且化学镀Ni-Sn-P镀层耐蚀性优于Ni-P镀层.两种镀层的自腐蚀电位均负于铜.     

热镀锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于镀锌层腐蚀电流密度大,在全浸区流动海水中快速溶解而又难以形成稳定的保护性腐蚀产物膜,耐蚀性最差;镀层在潮差区出现不同程度的生物污损,这可能给镀层带来部分保护,其腐蚀速度比全浸区明显降低;镀层在飞溅区未发生生物污损,但腐蚀速度在三个海水区带中最低,可能与其表面良好的充气条件和腐蚀产物层的阻挡作用有关.与全浸区相比,镀锌层在飞溅区和潮差区的耐蚀性分别提高了94%和37%.     

钴对热浸镀锌层耐腐蚀性的影响

通过5 wt%NaCl溶液浸泡腐蚀实验和电化学极化实验测量了热浸锌镀层的腐蚀速率和极化曲线,采用光学显微镜、扫描电镜SEM观察了镀层腐蚀后表面的显微组织,初步探讨了腐蚀机理.研究结果表明:锌浴中加入钴的合金镀层抗腐蚀能力要强于纯锌浴镀层;在盐水腐蚀溶液中,锌镀层能够阻滞腐蚀保护基体的主要原因,是牺牲阳极锌和在镀层表面形成了一层由ZnO和ZnCl2.4Zn(OH)2组成的钝化膜;当锌浴中添加适量钴元素后,在镀层中会形成富钴层,可以阻碍镀层的腐蚀,也有利于稳定腐蚀初期生成的Zn(OH)2或ZnCl2.4Zn(OH)2,降低腐蚀电流,提高镀层的耐腐蚀性能.     

镁合金阳极在氯化钠溶液中电偶腐蚀的电化学振荡行为

使用电偶腐蚀仪研究了AZ31、AZ63B和AZ91D3种镁合金在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为．在研究的3种镁合金材料中，AZ63B的电偶电流和电偶电位随时间变化较平稳，其次是AZ31镁合金，而AZ91D镁合金在0．1％的NaCl溶液中的电偶电流和电偶电位随时间出现周期性的电化学振荡．AZ63B最适合做阴极保护中的牺牲阳极材料，AZ91D不适合做阴极保护中的牺牲阳极材料．     

铝合金表面电镀镍的耐腐蚀性能

在铝合金表面电镀镍,考察镀液温度、电流密度和镀液pH值等因素对镀层耐蚀性能的影响,获得最佳电镀条件下的镍镀层.选择3.50%NaCl溶液作为腐蚀介质,采用稳态阳极极化曲线法研究镀层的耐蚀性能.用SEM和XRD研究镍镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌的变化.结果表明镀镍的最佳工艺条件为温度50℃、电流密度30mA/cm2、镀液pH值3.82.XRD测试表明镍镀层的结构为立方晶系,晶面择优取向为(111),腐蚀前后晶面择优取向不变,但(111)晶面的织构系数由35.35%增至61.73%,说明低指数晶面(111)具有较好的耐蚀性能.SEM测试表明最佳条件下制备的半光亮镍镀层均匀致密,具有较好的耐腐蚀性能.     

锡酸钠添加剂改善镁合金腐蚀及放电性能的研究

采用电化学方法探究了不同浓度锡酸钠添加剂对AZ31B镁合金在MgSO_4-Mg(NO_3)_2(0.14mol/L MgSO_4,1.86mol/L Mg(NO_3)_2)电解液中的腐蚀以及电化学放电行为的影响.结果表明,镁合金在含有1mmol/L锡酸钠添加剂的溶液中具有最大的极化电阻值、最短的滞后时间和最低的电压降.采用电化学阻抗、恒电流放电、线性极化曲线对含有和不含最优浓度锡酸钠添加剂的溶液进行长时间测试,发现在同等浸泡时间内锡酸钠添加剂的引入能够提高镁合金的耐腐蚀能力和放电活性.此外,对浸泡8d后的两个样品进行扫描电镜,结果表明锡酸钠的加入通过改变镁合金表面形貌来改善镁合金的电化学行为.     

Mg-Al和Mg-Li镁合金板在NaCl水溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法分别研究了AZ31镁合金轧制板、AZ80镁合金轧制板、ZE42镁合金热挤压板、LZ91镁合金轧制板和LA101镁合金热挤压棒等5种不同的镁合金在质量浓度为5.0%氯化钠水溶液中的腐蚀行为。采用失重法测量每一种合金的腐蚀速率,并且采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物的形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析了每种镁合金的相组成。结果表明:电势分布较为均匀的镁合金可减小镁合金的微电偶腐蚀趋势,5种镁合金板(棒)材在NaCl水溶液中的腐蚀速率由低到高的顺序是:AZ80AZ31LA101LZ91ZE42。经36 h浸泡腐蚀后,在NaCl水溶液中镁合金表面主要被腐蚀产物Mg(OH)_2所覆盖,且随着浸泡时间延长,所有镁合金均呈现出明显的点蚀特征,阳极溶解和局部腐蚀程度加重,发生析氢反应,最后变为均匀腐蚀。