鎂合金生物陶瓷涂層制備及耐蝕性能研究.pdf

1、本文利用微弧氧化技術(shù)在 AZ91D鎂合金表面原位生長(zhǎng)含有鈣、磷元素的生物陶瓷涂層。研究了在氫氧化鈉體系和氫氧化鈉-鈣鹽體系中，電解液配方和工藝參數(shù)等對(duì)涂層的影響。利用厚度儀、粗糙度儀、XRD、SEM、EDS等表征了陶瓷涂層的厚度，粗糙度，相組成，微觀形貌和元素分布特點(diǎn)。利用電化學(xué)方法評(píng)價(jià)了陶瓷涂層在模擬體液中的腐蝕性能，并對(duì)涂層生長(zhǎng)過程進(jìn)行了研究。
　　氫氧化鈉體系制得的涂層表面多孔，且孔徑一般較小。反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間或電流密度較大時(shí)，

2、制備的涂層較厚，表面比較粗糙，呈現(xiàn)片狀堆積的結(jié)構(gòu)。氫氧化鈉-鈣鹽電解液體系中，鈣鹽成功地引入到涂層中，增加鈣鹽濃度會(huì)使涂層厚度和粗糙度增加。兩類體系制備的涂層晶相物質(zhì)為氧化鎂相，其含量隨電解液配方和工藝條件的變化而變化。
　　相對(duì)氫氧化鈉體系，氫氧化鈉-鈣鹽體系制備的涂層耐腐蝕性能略有下降。在鈣鹽體系，當(dāng)鈣鹽濃度為0.4g/L左右時(shí)制備的涂層耐腐蝕性能較好，一般反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)或頻率增大，或降低峰值電流密度，涂層的耐腐蝕性能提高。陶瓷

3、涂層浸入模擬體液后，模擬體液逐漸滲入涂層的孔隙中，大約4h體系達(dá)到平衡，基本保持耐腐蝕性能不變，繼續(xù)浸泡則涂層的耐腐蝕性能開始下降。鈣鹽的的加入使平衡時(shí)間提前。
　　當(dāng)電壓相同時(shí)，恒壓模式制備的涂層比較厚，微孔數(shù)量較少，涂層外層孔徑比較大，比較粗糙，但內(nèi)層比較致密，其耐腐蝕性能最好；恒功率模式下制備的涂層表面粗糙度較小，耐蝕性次之；恒流模式的涂層耐腐蝕性能最差。相同電源模式下，恒壓模式下處理電壓為400V~450V時(shí)，制備的陶瓷涂

4、層的耐腐蝕性能較好；恒流電源模式下處理電壓升至450～480V時(shí)，制備的陶瓷涂層有較好的耐腐蝕性能，恒功率模式下處理電壓升至450V左右時(shí)，制備的陶瓷涂層的耐腐蝕性能最好。
　　AZ91D鎂合金在恒功率模式下在氫氧化鈉體系和氫氧化鈉-鈣鹽體系中，隨微弧氧化過程的進(jìn)行，陶瓷涂層的孔隙率增加，粗糙度增加；在火花階段，隨處理電壓的升高，致密層的厚度增加；而在微弧階段，大火花放電對(duì)陶瓷膜的致密程度具有破壞作用。鈣鹽的加入使涂層的微孔深度增