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《北京化工大学》 2007年
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LDHs薄膜的旋涂法制备及其防腐蚀性能研究

孙勐  
【摘要】: 水滑石(LDHs)作为一种阴离子型层状功能材料,广泛应用于国民经济多个领域,如作为新型高性能催化材料、吸附材料、分离材料、功能性助剂材料、生物材料、医药材料等。如将这种具有巨大应用价值的LDHs材料薄膜化或者固定化,在光、电、磁等领域将会有着更为广泛的应用前景。本论文采用旋涂技术,在AZ31镁合金表面上制备了MgAl-LDHs薄膜,分析了其形貌结构、对AZ31镁合金耐腐蚀性能的改善,并探讨了其腐蚀机制。 首先本论文以纳米尺度均分散的水滑石溶胶为前体,采用旋涂法,制备得到了均匀致密的MgAl-CO_3~(2-)-LDHs薄膜。通过XRD、SEM、TEM等表征,探讨了这种LDHs薄膜的形貌结构。研究认为,该薄膜的制备是一个横向切向力与溶剂的高速挥发共同作用的过程。在旋涂法制备过程中, 首先是胶体逐渐变簿,多余胶体流到基片周边并以液滴形式脱离为主要特征,只要转速恒定,整个基片上胶体层以均一的速度变薄。随着胶体层的变薄,溶剂的挥发在胶体变薄过程中占主导地位。经历上面两个阶段后,由于粘性效应,胶体内部形成一个微观流体网络,此时,任何挥发性溶剂的挥发将成为主导因素。胶体发生有效的凝结,因为溶剂的挥发使得溶胶的粘度大大提高,加速胶体的凝结。最后,随着溶剂的剧烈挥发,形成了颗粒垂直于c轴取向的LDHs薄膜。 然后,本论文将MgAl-CO_3~(2-)-LDHs薄膜旋涂到AZ31镁合金表面上,在一定的工艺条件下,探讨了溶胶浓度和旋涂次数对LDHs薄膜厚度的影响,研究了相对控制LDHs薄膜厚度的可能性。分析了旋涂LDHs薄膜对AZ31镁合金耐腐蚀性能的改善程度,发现旋涂LDHs薄膜使得AZ31镁合金的腐蚀电位升高了286mV,腐蚀电流密度变为原来的1/40,耐腐蚀性能显著提高。 最后,通过电化学阻抗谱曲线,分析了旋涂LDHs薄膜的腐蚀过程,结合腐蚀过程的SEM表征,探讨了旋涂LDHs薄膜腐蚀过程中的可能机制,由于旋涂LDHs薄膜中LDHs颗粒呈垂直于c轴取向排布,且层层紧密堆叠,认为旋涂LDHs水滑石薄膜的腐蚀机制为Warburg效应,即切向扩散。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB383.2

【引证文献】
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【参考文献】
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