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《吉林大学》 2012年
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AZ91镁合金生物活性钙系磷化膜的制备及性能研究

惠燕先  
【摘要】:目前,临床上广泛应用的临床骨植入材料主要是不锈钢,钛和铬基合金。但是,这些材料密度大,与人体骨的弹性模量不匹配,造成应力屏蔽,而且属于重金属元素,难降解,需要二次手术取出,对人的身心健康造成不好的影响,而且二次手术加重经济负担。另一方面,这些金属材料密度大,其弹性模量与人体骨相差很大,造成应力屏蔽效应,对骨的生长产生不利的影响。当前,开始对镁合金作为骨植入材料进行研究。镁合金具有密度小,具有良好的力学性能,比强度高,与人体骨弹性模量接近,易降解性等优点。但是镁合金的化学性质活泼,耐蚀性不好,所以要提高它的耐蚀性。另一方面,要在镁合金表面镀一层具有生物活性的膜,促进骨生长。 本论文采用钙系磷化液在镁合金AZ91表面制备具有生物活性的钙系磷化膜。采用控制变量法,在其它条件都不变的情况下,加入不同含量的间硝基苯磺酸钠、钼酸钠以及不同的pH值制备出磷化膜。采用扫描电镜观察磷化膜的表面形貌,极化曲线分析它的耐腐蚀性。得出结论,间硝基苯磺酸钠具有促进成膜的作用,但是含量过多的时候也影响成膜质量,影响耐腐蚀性。钼酸钠具有增加形核质点的作用,促进成膜,过多含量的钼酸钠在溶液中形成难溶的钼酸钙,降低钙离子含量,影响成膜。再次,通过实验研究证明,pH值对成膜也有极大的影响。当pH值为2.5以下时,膜的质量很差,由于酸度太大,镁合金腐蚀速度过快,成膜的速度小于腐蚀速度,使膜层覆盖不均匀,但是当溶液的pH过高的时候,成膜速度慢,导致晶粒粗大,影响膜层的耐蚀性能。经过以上实验得出最佳实验配方为氧化钙10g/L,磷酸60ml/L,硝酸钙10g/L,间硝基苯磺酸钠2g/L,钼酸钠1g/L,pH为3.0,温度40℃。 采用能谱分析,得到膜层的化学成分,原子含量百分比,可以看出磷化膜的主要成分是钙系磷酸盐。采用xrd对膜层进行衍射分析,确定物相,得出膜的主要成分是磷酸钙。 另一方面,本论文研究了磷化膜的成膜机理。在不同的反应时间下,10s,30s,60s,2min,5min,10min,20min,30min,得到膜层,对其进行扫描电镜观察,分析其显微组织,得出钙系磷化膜首先在β相上形成成核质点,逐渐向α相上扩展。刚开始时快速成膜阶段,然后经历缓慢成膜,最后超过30min时,磷化膜出现动态平衡阶段,镁基体腐蚀的速度和成膜的速度相平衡,对其耐腐蚀性也影响不大,所以最佳成膜时间是30min。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG174.4

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚伟;温玉清;李秀广;黄明仁;卢钇成;;AZ91D镁合金微弧氧化电参数对其耐蚀性的影响[J];表面技术;2012年01期
2 沟引宁;李鑫洋;;表面活性剂对镁合金浸锌的影响[J];表面技术;2012年01期
3 周婉秋,单大勇,曾荣昌,韩恩厚,柯伟;镁合金的腐蚀行为与表面防护方法[J];材料保护;2002年07期
4 周勇;熊金平;李依旋;;pH和时间对镁合金表面磷化膜形貌和耐蚀性的影响[J];电镀与精饰;2012年02期
5 蒋晓军;陈昌国;刘渝萍;尹玲;张丁非;;稀土强化镁合金耐蚀性能的研究进展[J];腐蚀与防护;2012年01期
6 崔作兴;顾云飞;邵忠财;魏守强;田彦文;;镁合金化学转化膜的制备及其性能研究[J];分子科学学报;2012年01期
7 刘燕;卢国龙;刘金丹;李亮;;AZ91D镁合金表面电沉积n-ZrO_2/Ni复合镀层及耐蚀性研究[J];功能材料;2012年05期
8 李高林;文九巴;贺俊光;马景灵;杨永顺;李君峰;;稀土Y对AZ80镁合金组织及耐蚀性能的影响[J];材料热处理学报;2012年03期
9 赵磊;钟辉;龚国辉;;镁合金的激光表面处理技术[J];轻合金加工技术;2012年01期
10 李新凯;张治民;赵亚丽;;变形镁合金的研究现状及前景[J];热加工工艺;2011年24期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李光玉;镁合金表面有机涂层和化学镀层的研究[D];吉林大学;2006年
2 牛丽媛;镁合金锌系复合磷化膜成膜机理、微观结构及性能的研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 金华兰;ZM5镁合金磷酸盐表面改性处理技术[D];南昌大学;2005年
2 游丽英;镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究[D];吉林大学;2007年
3 钟丽应;稀土元素对AZ91镁合金组织结构和腐蚀行为的影响[D];浙江大学;2008年
4 徐淑强;AZ91D镁合金环保型磷化膜制备技术、微观结构及其耐腐蚀性能研究[D];西南大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李凌杰;于生海;雷惊雷;何建新;王敬丰;潘复生;;NaCl介质中AZ31镁合金的动态电化学腐蚀行为研究[J];兵器材料科学与工程;2008年06期
2 张清;李全安;井晓天;张兴渊;;Sb对Mg-6Al合金腐蚀行为的影响[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
3 贺志勇,高原,赵晋香,古凤英,徐重;球墨铸铁的辉光离子渗金属[J];兵工学报;1995年03期
4 刘建华,尚海波,吴昊,李松梅;航空用油介质和NaCl溶液中钛合金电化学特性[J];北京航空航天大学学报;2004年10期
5 王保成;朱金华;;盐酸溶液中乌鲁托品对钢的缓蚀性能[J];北京科技大学学报;2006年03期
6 许立宁;张颖怀;路民旭;;磷化处理对胶粘剂/金属界面力学性能的影响[J];北京科技大学学报;2007年S2期
7 叶春艳,王占榜,王霞,严密林,李平全;脉冲真空氮化油管钢的耐蚀性测试研究[J];中国表面工程;2004年01期
8 李保松,林安,甘复兴,张绪建;阴极电泳涂装用锌镍锰三元磷化液的研究[J];中国表面工程;2005年04期
9 黄霓裳,郭良生;室温磷化加速剂的选择[J];表面技术;1996年04期
10 刘广容;电化学方法测试金属涂层的耐蚀性[J];表面技术;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑振;李宁;黎德育;;钼酸盐取代铬酸盐钝化工艺的现状[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
2 徐桂东;沈丽如;;镁及镁合金的腐蚀与涂层防护[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
3 肖占文;杨邦朝;戴开良;;计算机控制的电化学暂态测量系统[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
4 郑弃非;曹莉亚;;镁合金的大气腐蚀试验研究[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年
5 杨光祥;杨增福;;镁合金在抑弧状态下的阳极氧化研究[A];2005'(贵阳)表面工程技术创新研讨会论文集[C];2005年
6 张武;刘永刚;杨兴亮;柴立涛;赵明琦;;冷轧带钢表面质量对磷化效果的影响[A];2009年全国冷轧板带生产技术交流会论文集[C];2009年
7 徐志辉;闫伟国;刘辰皆;曲洪伟;赵之海;;涡旋压缩机用磷化膜磨损性能研究[A];第八届全国空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2006年
8 Cuiling Du;Jing Chen;Binbin Cao;Lei Xu;Sheng Lu;;Effects of Interaction of (NaPO_3)_6 and NaH_2PO_4 on Ca/P of MAO Bio-ceramic Coating of ZK60 Mg Alloy[A];中国材料大会2012第7分会场:生物材料论文集[C];2012年
9 郭洪飞;安茂忠;;镁及其合金阳极氧化技术[A];全国第十二届轻合金加工学术交流会论文集[C];2003年
10 郭洪飞;安茂忠;;镁及镁合金阳极氧化技术[A];铝型材表面处理及隔热铝型材技术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓兰;镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 常雪婷;海洋优势菌种附着腐蚀Fe_3Al及其复合材料界面与机理研究[D];中国海洋大学;2010年
3 邹妍;海水中锈层覆盖碳钢的腐蚀电化学行为研究[D];中国海洋大学;2010年
4 王彬;油气田用抑制CO_2腐蚀的咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀行为研究[D];中国海洋大学;2011年
5 林修洲;钛合金扭动微动腐蚀行为研究[D];西南交通大学;2010年
6 毛丽贺;医用镁钙锌合金成分设计及表面改性研究[D];天津大学;2009年
7 侯峰;Ni-P-纳米SiO_2化学复合镀层制备及耐蚀和冷凝性能强化研究[D];华东理工大学;2011年
8 曾立云;纯镁的腐蚀、镁合金等离子体电解氧化膜及复合涂层的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 朱建军;铜在含有蛋白质的模拟宫腔中的腐蚀行为研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
10 谢勤;Zn-Ni、Zn-Ni-P合金电镀工艺及其基础理论研究[D];中南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
2 张颖君;聚苯胺对镁合金环氧防护涂层耐蚀性能的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于会华;咪唑啉磷酸酯类缓蚀剂的制备及其缓蚀性能研究[D];中国海洋大学;2010年
4 邹家素;模拟钻井液中复合缓蚀剂的研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王建兴;镍—钴/镍/镍—钴多层膜的制备及耐腐蚀性研究[D];湘潭大学;2010年
6 李小东;硫铵结晶装置中316L不锈钢设备腐蚀机理的研究[D];华东理工大学;2011年
7 姚志燕;热处理对提高Ni-W-P化学镀层性能的研究[D];华东理工大学;2011年
8 曲炎淼;X80管线钢焊接热影响区氢致裂纹行为研究[D];武汉科技大学;2010年
9 周丹桂;金属在离子液体中的溶解性研究[D];昆明理工大学;2009年
10 朱亮;镁合金磷酸盐转化处理工艺研究[D];北方工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王智祥;宋美娟;向毅;;工业态AZ31B镁合金超塑性变形的损伤研究[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
2 齐伟光;王进华;邢志媛;吕绯;刘环恩;李冬梅;;稀土钇对AZ91D镁合金微观组织和腐蚀性能影响的研究[J];兵器材料科学与工程;2009年04期
3 张丁非;方霖;刘郭平;戴庆伟;;镁合金板材轧制技术与工艺的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2010年05期
4 戴长松,吴宜勇,王殿龙,胡信国;镁及镁合金的化学镀镍[J];兵器材料科学与工程;1997年04期
5 刘元刚,张巍,高瑾,涂运骅,李久青;镁合金微弧氧化-涂装体系的研究[J];北京科技大学学报;2005年02期
6 李振;蔡庆伍;江海涛;孟强;;异速比对异步轧制AZ31镁合金板材组织和织构的影响[J];北京科技大学学报;2010年08期
7 ;Effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AZ91D[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2002年05期
8 张淑芬,张先锋,蒋百灵;镁合金微弧氧化陶瓷层形成及生长过程的研究[J];中国表面工程;2004年01期
9 俞敦义,殷宏飞;室温磷化液的研究[J];表面技术;1994年01期
10 王庆良;稀土在材料表面处理技术中的应用[J];表面技术;1995年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨旭;潘复生;张丁非;;镁合金表面有机防护技术的发展现状[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
2 徐桂东;沈丽如;;镁及镁合金的腐蚀与涂层防护[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 郭继东;[N];中国有色金属报;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 黄亮;铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
2 钱燕飞;AZ91D镁合金表面单宁酸转化膜耐蚀性研究[D];吉林大学;2007年
3 康娟;钢铁表面环境友好型钛盐转化膜研究[D];西安建筑科技大学;2007年
4 宋东福;镁合金主要有机涂层性能的对比实验研究与技术经济评价[D];重庆大学;2010年
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1 隋忠祥,张云峰,王寿珍;农业机械覆盖件的磷化处理[J];农业机械学报;1997年S1期
2 谢守德,李新立,李安忠,邢宏楠,霍莹,谭伍永;Fe~(2+)对铝件磷化的影响[J];材料保护;2005年03期
3 贾春萍;王步美;;镁合金磷化工艺及耐蚀性研究[J];南京工程学院学报(自然科学版);2009年04期
4 ;钻杆接头的磷化[J];上海机械;1965年12期
5 王群林;;影响磷化膜结晶粗细的因素及其机理初探[J];电镀与涂饰;1984年04期
6 黄裕祥;;钢铁件磷化处理实践知识[J];材料保护;1990年08期
7 张岱华;;涂装工艺(三)[J];材料保护;1991年08期
8 吴永敏;梅建庭;左静;;锌系超低温快速磷化液的研究[J];大连铁道学院学报;1992年04期
9 徐桂英;王雪英;;常温快速磷化剂的研究[J];辽宁师范大学学报(自然科学版);1992年03期
10 安凤兰;赵世纬;杜庆柏;;一种低温磷化加速剂[J];北京农业工程大学学报;1995年04期
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1 韩刚;;暖气片、汽车件的除油、除锈、磷化环保技术[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年
2 黄胜标;朱滔;;工艺参数对磷化膜重影响的研究[A];腐蚀与防护青年学者走入宝钢学术交流论文集[C];2004年
3 宁玫;;接箍磷化膜的分析研究[A];2005年全国电子显微学会议论文集[C];2005年
4 王静;周卫强;杨平;杜玉扣;;磷化及皂化在碳钢表面处理中的应用[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
5 张福林;谭宝增;;核电站用仪器机柜结构的防腐镀锌层厚度的测定及其与磷化膜的性能比较[A];第十二届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2004年
6 叶法军;;重型卡车车架磷化工艺的研究[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
7 李杰;;摩托车行业常见磷化膜质量的判断及分析[A];天津市电镀工程学会第九届学术年会论文集[C];2002年
8 郭培;张文婷;李廷先;;45~#碳钢高温锰系磷化工艺研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
9 林安;李保松;甘复兴;;涂装前处理脱脂磷化技术[A];第二届全国重防腐蚀与高新涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2004年
10 张发余;张书弟;张爱黎;;常温磷化擦涂工艺研究[A];天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王也 雨林;POLO打造惊艳十二色[N];中华工商时报;2003年
2 记者 邵斌;防腐,还要靠生物技术[N];大众科技报;2000年
3 ;钢桶表面的磷化处理[N];中国包装报;2003年
4 本报记者 王宇;甘为汽车做“嫁衣”[N];中国汽车报;2000年
5 记者 张翼南;金属防腐领域取得重大突破[N];人民日报海外版;2000年
6 记者 王兴旺;生化防腐技术取得突破[N];中国矿业报;2000年
7 记者 韩朴;绿色PA替代汽车磷化工艺[N];中国汽车报;2000年
8 章文;新型金属表面处理剂研制成功[N];中国有色金属报;2009年
9 记者 林建恺;自强不息 追求卓越[N];中国包装报;2010年
10 马占云;自动磷化处理生产线安装调试完成[N];中国石化报;2010年
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1 陈晓明;镁合金上单宁酸系转化膜和钙系磷化膜的制备和性能的研究[D];吉林大学;2010年
2 高焕方;镁合金环保型化学转化膜制备及其性能研究[D];重庆大学;2011年
3 盛绍顶;快速凝固AZ91镁合金及其颗粒增强复合材料的研究[D];湖南大学;2008年
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5 金华兰;镁合金表面钡基磷化处理技术研究[D];南昌大学;2009年
6 李光玉;镁合金表面有机涂层和化学镀层的研究[D];吉林大学;2006年
7 高波;纯镁及镁合金强流脉冲电子束表面改性[D];大连理工大学;2005年
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1 惠燕先;AZ91镁合金生物活性钙系磷化膜的制备及性能研究[D];吉林大学;2012年
2 刘新院;24Cr2Ni4W合金钢黑色磷化膜的制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2012年
3 王崇蕊;电解黑色磷化膜制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2012年
4 王茹鸣;钢铁铜系及铜钨系磷化膜防腐蚀性能的研究[D];清华大学;2012年
5 黄亚军;钢铁常温彩色磷化工艺与成膜机理[D];北京化工大学;2010年
6 齐承刚;钢铁表面及钢铁镀锌表面磷化的规律研究和新型磷化液研制[D];山东轻工业学院;2012年
7 苏晓贺;镁合金磷化工艺及耐蚀性研究[D];沈阳工业大学;2012年
8 向鸿照;一、Zn-Mn-Ca-Ni系中温磷化体系的研究 二、纳米氧化镁的制备[D];四川大学;2004年
9 马强;镀锌钢板磷化的研究[D];河南师范大学;2010年
10 唐鸿艳;轿车涂装新型磷化液的研究[D];重庆大学;2004年
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