镁合金在含F－的NaOH溶液中钝化行为的电化学研究

采用极化曲线、电容-电位曲线、Mott-Schottky分析以及电化学阻抗(EIS)等电化学方法研究了镁合金在含F^－ NaOH溶液中的阳极钝化行为. 结果表明, 在－1.2～1.8 V的电位范围内, 镁合金在含F^－的NaOH溶液中发生阳极钝化. 所形成的钝化膜表现出n型半导体的导电特性. 在0.7～1.8 V的电位范围内, 随着F^－浓度增大, 镁合金的阳极极化电流密度呈现出随着电位升高而逐渐增大的趋势, 随着F^－浓度增大这一趋势逐渐减弱. 并且F^－浓度的增大使得镁合金表面空间电荷层电容和钝化膜的载流子密度都不断减小. 通过极化曲线和电化学阻抗共同说明, 在5%的Na₂SO₄溶液中, NaOH溶液中阳极钝化后的镁合金随着钝化体系中F^－浓度的增加其耐蚀性逐渐减弱.     

AZ31镁合金表面聚吡咯的化学氧化合成及其耐蚀性能

以对甲苯磺酸钠为掺杂剂, 三氯化铁为氧化剂, 用化学氧化聚合法在AZ31 镁合金表面制备聚吡咯(PPy)膜. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析了镁合金表面聚吡咯膜结构, 通过电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)研究了其耐蚀性能, 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱(EDS)分析了表面形貌和成分. 和镁合金裸样相比, 聚吡咯膜对镁合金腐蚀有一定的抑制作用. 硅烷预处理改善了镁合金/聚吡咯体系的耐腐蚀性能, 使腐蚀电位较镁合金裸样正移了110 mV, 电流密度减小了约2个数量级.     

添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层的保护作用

通过Machu测试、电化学交流阻抗(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了添加氧化铈对AZ91D镁合金表面富镁涂层防护性能的影响.氧化铈添加量较少(0.1%,w)时,对涂层耐蚀性无影响;添加量过多(3%)时,涂层耐蚀性降低;添加氧化铈颗粒为0.5%时,涂层的阻抗增大,涂层电容降低,对AZ91D镁合金基体的保护性能明显提高.尽管添加氧化铈不改变富镁涂层对AZ91D镁合金的保护机制,但可显著延长涂层的服役寿命.氧化铈能够降低纯镁颗粒的电化学反应活性,使镁粉腐蚀速率降低,阴极保护时间延长.添加一定量氧化铈后,也有利于涂层屏蔽性能提高,氧化铈能降低AZ91D镁合金表面阳极腐蚀电流密度,提高镁合金腐蚀电位,从而有利于富镁涂层发挥对镁合金基体的阴极保护作用.     

采用AlCl_3-EMIC-MgCl_2室温离子液体电沉积制备铝-镁合金（英文）

采用恒电流和恒电位技术,以及路易斯酸氯化铝(III)-1-乙基-3-甲基咪唑氯化物离子液体中添加氯化镁(II),室温下在铂和铜阴极表面电沉积制备了铝-镁合金.合金层中镁的含量随离子液体中氯化镁浓度和所施加的阴极电流密度的增加而增加.采用X-射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量散射X-射线谱(EDAX)技术,研究了不同电沉积实验条件得到的电沉积层的晶体结构及表面形貌.增加沉积电流密度,可以制备出致密、光亮和结合力良好的电沉积层.铝-镁合金电沉积的阴极电流效率可达99%.应用电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究了电沉积合金的组成.根据重声阻抗分析得到的质量-电荷(m-Q)曲线斜率计算了金属共沉积层的化学成分.     

镁合金表面镧、钐稀土防护膜研究

利用化学转化处理在AZ31镁合金表面制备两种非铈稀土防护膜--镧膜和钐膜.采用电化学阻抗谱(EIS)方法评定膜层的防护效果,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)表征膜层的表面形貌及组成.结果表明:镁合金表面镧、钐转化膜均由相应的稀土氢氧化物/氧化物及基体金属氢氧化物/氧化物组成;镧转化膜均匀、致密,对基体金属防护效果好,而钐转化膜呈碎片状,部分覆盖基体表面,防护作用很弱.初步探讨了成膜机制.     

扫描电化学显微镜原位表征pH值对核电蒸汽发生器合金腐蚀行为的影响(英文)

用扫描电化学显微镜(SECM)和电化学阻抗谱(EIS)原位表征了溶液pH值对核电蒸汽发生器800合金溶液中的腐蚀行为的影响.实验结果表明:在酸性氯化钠溶液中,SECM探针渐进曲线为正反馈,表明800合金为活化阳极溶解,腐蚀电位下的EIS图呈现完整的单容抗弧特征;而在中性或者碱性溶液中,SECM探针渐进曲线为负反馈,表明800合金为自钝化,不同阳极电位下的EIS图均呈现不完整的容抗弧特征,但随着阳极极化电位的增加,EIS谱容抗弧半径减小,表明钝化膜的耐蚀性下降;SECM二维扫描图像结果显示探针电流增加,表明电极表面活性增加,即钝化膜的溶解速度增加.而在中性或者碱性溶液中的SECM二维图像中均可观察到若干活性点,这可能与晶界或者金属夹杂物等有关.     

六偏磷酸钠对AZ31镁合金电化学行为的影响

为提高AZ31镁合金阳极的活化性能以及抑制它的腐蚀,用电化学等方法研究了在中性3.5%Na Cl体系中,六偏磷酸钠(Na6(PO3)6)对AZ31镁合金电化学行为的影响。结果表明:Na6(PO3)6能大幅度抑制AZ31镁合金的腐蚀,但极化程度有所增大。当Na6(PO3)6的质量分数为2.0%时,AZ31镁合金的缓蚀率高达74.9%,腐蚀后其表面均匀,且活化性能有所改善,在-1.10V处时合金的电流密度高达0.033 m A.cm-2,开路电位Eocp负移程度最大(-1.59 V),活化电位Eact负移程度最大(-1.38 V)。试验结果为AZ31镁合金作为电极材料提供了参考。     

扫描电化学显微镜原位表征pH值对核电蒸汽发生器合金腐蚀行为的影响

用扫描电化学显微镜(SECM)和电化学阻抗谱(EIS)原位表征了溶液pH值对核电蒸汽发生器800 合金溶液中的腐蚀行为的影响. 实验结果表明：在酸性氯化钠溶液中,SECM探针渐进曲线为正反馈,表明800合金为活化阳极溶解,腐蚀电位下的EIS 图呈现完整的单容抗弧特征;而在中性或者碱性溶液中,SECM探针渐进曲线为负反馈,表明800 合金为自钝化,不同阳极电位下的EIS 图均呈现不完整的容抗弧特征,但随着阳极极化电位的增加,EIS 谱容抗弧半径减小,表明钝化膜的耐蚀性下降;SECM二维扫描图像结果显示探针电流增加,表明电极表面活性增加,即钝化膜的溶解速度增加. 而在中性或者碱性溶液中的SECM二维图像中均可观察到若干活性点,这可能与晶界或者金属夹杂物等有关.     

Li_2CO_3添加剂对石墨电极性能的影响

运用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)研究了在1mol/LLiPF6-EC(碳酸乙烯酯):DMC(碳酸二甲酯)电解液中添加Li2CO3对石墨电极性能的影响及机制.CV研究结果表明,在1mol/LLiPF6-EC:DMC电解液中添加Li2CO3能够有效抑制石墨电极首次充放电过程中碳酸乙烯酯(EC)的单电子还原过程,即还原分解产生乙烯和碳酸锂的过程,进而改善石墨电极的电化学循环性能.EIS研究结果表明,在添加Li2CO3的1mol/LLiPF6-EC:DMC电解液中,石墨电极表面的固体电解质相界面膜(SEI膜)具有较强的黏弹性,可以更好地适应锂离子嵌入过程中石墨颗粒体积的微小变化,从而使锂离子的嵌入过程更容易进行.     

镁合金于离子液体中电镀铝之研究

本研究利用AlCl3-EMIC离子液体在AZ91D镁合金表面电镀铝金属,探讨离子液体组成及电流密度对电镀层性质的影响.研究结果显示铝金属可以成功地电镀于AZ91D镁合金表面上.在-0.2 V的电位下,在60 m/o AlCl3离子液体中可以获得较佳的电镀铝层.另外,在低定电流密度下进行电镀,电流效率较佳,镀层较厚.于3.5%NaCl(by mass)溶液中,铝金属镀层可以大幅提升镁合金之开路电位,并使其表面活性下降.电化学交流阻抗频谱分析显示,镁合金裸材于3.5%NaCl(by mass)水溶液中之极化阻抗值约为470~510Ω.cm2,镀铝之镁合金极化阻抗值则可提升至5200Ω.cm2.极化曲线则显示,镀铝之镁合金可以被钝化,其钝化电流密度低至5×10-5A/cm2.     

镁合金化学转化膜的制备及其性能研究

在磷酸钠-磷酸二氢铵-高锰酸钾体系中对镁合金进行化学转化处理.研究了磷酸钠、磷酸二氢铵、高锰酸钾、温度、时间和添加剂对转化膜性能的影响.通过对转化膜结构、成分及性能的测试评价,得到了性能较好的化学转化溶液配方:Na3PO4为5g·L-1,NH4H2PO4为15 g· L-1,KMnO4为1g· L-1,添加剂(NH4)6 Mo7O24为0.5g·L-1.由SEM可观察到转化膜的表面成“干枯河床”状.XRD和EDS检测表明,膜层的主要成分是Mg,Al12 Mg17和无定形相,膜层表面主要有Mn,Mg,K,O和Al等元素组成.腐蚀实验和电化学测试表明,添加剂能够降低转化膜的腐蚀率,转化膜较基体的腐蚀电位正移了0.73 V,提高了镁合金的耐蚀性.     

Plasma electrolytic oxidation of AZ91D magnesium alloy in biosafety electrolyte for the surgical implant purpose

Plasma electrolytic oxidation (PEO) of AZ91D magnesium alloy in biosafety electrolyte was studied. The prepared PEO coating and its stability in the simulated body fluid (SBF) were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive spectrometry (EDS), potentio-dynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and immersion test. The SEM results show that a kind of smooth, compact and well adhesive PEO coating is prepared in the proposed biosafety electrolyte. The electric analytical results show that the corrosion resistance of the PEO coating is excellent even in harsh environment. Immersion test shows that the PEO coating is stable enough in the SBF solution. The weight loss, the average corrosion rate and the pH variation of the PEO treated magnesium alloy are far lower than the untreated ones. From these highly positive results, the proposed PEO process is promising in the treatment of the surgical magnesium alloy materials.     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

AZ91D镁合金上钼改性锌系磷化膜的制备、 结构及性能

采用在磷化液中添加钼酸钠及腐蚀抑制剂的方法, 在AZ91D 镁合金表面上制备了均匀细致的锌系复合磷化膜. 用XRD对膜层的化学组成及结构进行了表征,用SEM和EDS对膜层的形貌和组分含量进行分析. 结果表明, 磷化膜主要由Zn3(PO4)2·4H2O和单质Zn组成. 在磷化液中加入钼酸钠使磷化膜组织更加细致而且无裂纹. 磷化液中的钼酸钠含量为1.5 g/L时, 磷化膜的结晶最致密, 单质锌的含量最高, 耐蚀性最好. 还提出了一种快速测量镁合金表面膜层耐蚀性的试验方法, 同时对镁合金上的磷化反应的机理进行了探讨.     

Corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy in distilled water

The corrosion of AZ91D magnesium alloy has received extensive attention due to the continuous expansion of its application field in recent years. However, the corrosion of AZ91D magnesium alloy in distilled water is relatively few. In this paper, the corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy was studied in distilled water by electrochemical tests in combination with weight loss and surface analysis methods. The results indicated that the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy increased with the increase of temperature and immersion time. The increase of the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy with the increase of immersion time might be attributed to the damage of the structure of corrosion product film by hydrogen evolution, significantly accelerating the anodic process of AZ91D magnesium alloy. It was interesting that, in distilled water, the EIS of AZ91D magnesium alloy excluded an inductive arc in the low frequency region, which indicated that there was no the adsorption and desorption of aggressive ions or the damage and repair of film. The corrosion product film of AZ91D magnesium alloy in distilled water was composed of a compact inner corrosion product film and a loose outer corrosion product film.     

Ca-P Conversion Coating on AZ60 Magnesium Alloy for Biomedical Application

To improve the anti-corrosion behaviors of magnesium alloy in the inner environment of human body,a bioactive Ca-P coating was deposited on the AZ60 magnesium alloy by a novel simple method.The morphologies of the Ca-P coatings formed under different treatment time were studied by scanning electron microscopy（SEM）.The corrosion behaviors of Ca-P coating were investigated by electrochemical polarization test and electrochemical impedance spectroscopy in both 3％（mass fraction） NaCl solution and simulated body fluid（SBF）.Immersion test in SBF was performed to evaluate the corrosion rate of Ca-P coated magnesium alloy.X-Ray diffraction（XRD） analysis result shows that the coating mentioned above mainly consists of dicalcium phosphate dehydrate（CaHPO4·2H2O,DCPD） and β-tricalcium phosphate dehydrate[β-TCP,Ca3（PO4）2],which exhibits good corrosion resistance.After magnesium alloy was immersed in 1 mol/L NaOH solution at 80 ℃ for 2 h,hydroxyapatite [Ca10（PO4）6（OH）2,HA]appeared on the magnesium alloy substrate,which can further decrease the corrosion rate of AZ60 magnesium alloy in SBF.     

覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在氯化钠溶液中的极化行为

由于结构和成分的影响,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金的极化曲线有多种不同的表现形式.事实上,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在NaCl溶液中的极化曲线行为不仅与涂层的主要组成和微观结构有关,也与极化曲线测试条件,如氯离子浓度、溶液pH值、阴极极化程度和样品的暴露面积有关,由于微弧氧化涂层的不稳定性,这些因素通过改变氧化涂层的组成和微观结构,继而影响极化曲线的形状.本文用傅里叶变换显微红外成像和对应的光学照片研究了氧化涂层的成分和结构的变化.结合物理表征,我们提出一个模型,用以阐明微弧氧化涂层组成和结构在NaCl溶液中的变化.对于浸泡在NaCl溶液中的AZ91D微弧氧化涂层,阳极溶解和阴极还原反应的速控步骤分别是传质过程和电荷转移过程.所以从极化曲线上拟合出来的腐蚀电流密度不能准确反映腐蚀速率,而且误差也难以避免.     

AZ91镁合金表面稀土转化膜的制备及耐蚀性能研究

采用在镁合金表面形成无毒、无污染的稀土铈转化膜的方法解决AZ91镁合金表面的腐蚀问题。确定了最佳成膜工艺参数，讨论了处理液的浓度、成膜温度和成膜时间等因素对转化膜耐蚀性的影响。利用湿热实验、阳极极化曲线的测定等实验方法评价了转化膜对镁合金表面的防护作用。结果表明，在潮湿温热条件下稀土铈转化膜试样仍能保持膜层的完整性并具有较高的覆盖度，腐蚀现象不明显。腐蚀电势升高，出现钝化现象，腐蚀电流密度下降，稀土铈转化膜可以提高AZ91镁合金的耐蚀性能。用扫描电镜观察了膜的微观形貌，稀土铈转化膜是由基膜和附着的细小颗粒组成，最佳工艺形成的铈转化膜无破碎现象，对AZ91镁合金表面的腐蚀过程的发生有明显的抑制作用。