AZ31镁合金表面水滑石蒸汽涂层和复合涂层的制备及其耐蚀性研究

摘要

镁合金具有密度低，力学性能优异以及生物相容性良好等优点，使其在各种领域有着广泛的应用潜力。然而，由于镁合金具有化学性能活泼，耐腐蚀性差，产品寿命短等缺陷，这极大地限制了镁合金的应用。因此，如何提高镁合金的耐蚀性是目前亟需解决的问题。　　本文采用多种表面改性技术制备水滑石蒸汽涂层及其复合涂层，弥补镁合金缺陷并提高其功能特性。首先，采用原位蒸汽法制备水滑石蒸汽涂层，其次，以水滑石为衬底，在其表面分别用十四酸和硅烷/硝酸铈进行改性得到复合涂层，旨在对水滑石涂层进行封孔，提高其耐蚀性能。随后，通过酸预处理实验来探究原位蒸汽法制备水滑石蒸汽涂层的最佳条件。最后，提出了涂层的成膜机理和腐蚀机理。　　结果表明，十四酸浓度影响复合涂层的形貌及致密性。当十四酸浓度为0.4M时，涂层最致密，其自腐蚀电流密度最小，说明该涂层具有最好的耐腐蚀性能。此外，十四酸改性水滑石涂层具有疏水功能，其最大接触角可达129°±3.5°。　　硅烷涂层以及硅烷/硝酸铈改性涂层形貌发生明显变化。硅烷改性水滑石涂层具有较好的耐蚀性，微量的硝酸铈的加入，有效提高了涂层的耐蚀性，这是基于硝酸铈的加入可以促进硅烷的水解和团聚，导致其网状结构分解，使得复合涂层致密性提高，从而增强了材料的耐蚀性。　　经过一定浓度的盐酸和柠檬酸溶液预处理后制备的水滑石蒸汽涂层形貌都发生了变化，并且涂层中的水滑石含量增加。不同的酸预处理影响涂层的致密性，使用柠檬酸预处理后制备的水滑石蒸汽涂层形貌更致密，涂层的自腐蚀电流密度更小，说明该涂层具有更好的耐腐蚀性能。

目录

变量注释表

1 绪 论

1.1 引言（Foreword）

1.2 镁及镁合金特性（Characteristics of Mg and Mg alloys）

1.3 镁及镁合金的腐蚀与防护（Corrosion and protection of Mg and Mg alloys）

1.4 镁及镁合金表面改性技术（Surface modification technology of Mg and Mg alloys）

1.5 镁及镁合金涂层研究（Study on Mg and Mg alloys coatings）

1.6 选题意义和主要研究工作（ The research target and main research contents）

2 实验材料及实验方法

2.1 材料和化学试剂（Materials and chemical reagent）

2.2 实验仪器（Experiment instruments）

2.3 镁合金上涂层的制备（Preparation of coatings on Mg alloys surface）

2.4 实验表征手段（Characterization）

3 十四酸改性水滑石蒸汽涂层的制备及性能研究

3.1 引言（Foreword）

3.2 十四酸改性水滑石蒸汽涂层表面分析（Surface analysis of LDH steam coating modified with myristic acid）

3.3 十四酸改性水滑石蒸汽涂层耐蚀性分析（Corrosion resistance of LDH steam coating modified with myristic acid）

3.4 十四酸改性水滑石蒸汽涂层成膜及腐蚀机理（ Film formation and corrosion mechanism of LDH steam coating modified with myristic acid）

3.5 十四酸改性水滑石蒸汽涂层小结（Summary of LDH steam coating modified with myristic acid）

4 硅烷/硝酸铈改性水滑石蒸汽涂层的制备及性能研究

4.1 引言（Foreword）

4.2 硅烷/硝酸铈改性水滑石蒸汽涂层表面分析（Surface analysis of LDH steam coating modified with silane/Ce(NO3)3）

4.3 硅烷/硝酸铈改性水滑石蒸汽涂层耐蚀性分析（Corrosion resistance of LDH steam coating modified with silane/Ce(NO3)3）

4.4 硅烷/硝酸铈改性水滑石蒸汽涂层成膜及腐蚀机理（ Film formation and corrosion mechanism of LDH steam coating modified with silane/Ce(NO3)3）

4.5 硅烷/硝酸铈改性水滑石蒸汽涂层小结（ Summary of LDH steam coating modified with silane/Ce(NO3)3）

5 酸预处理对镁合金表面制备水滑石蒸汽涂层的影响

5.1 引言（Foreword）

5.2 酸预处理制备水滑石蒸汽涂层表面分析（ Surface analysis of acid pretreatment on preparation of LDH steam coating）

5.3 酸预处理制备水滑石蒸汽涂层耐蚀性分析（ Corrosion resistance of acid pretreatment on preparation of LDH steam coating）

5.4 酸预处理制备水滑石蒸汽涂层成膜机理（Film formation mechanism of acid pretreatment on preparation of LDH steam coating）

5.5 酸预处理制备水滑石蒸汽涂层小结（Summary of acid pretreatment on preparation of LDH steam coating）

6 结论

参考文献

作者简历

致谢

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