学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

镁合金表面超疏水膜层的制备及性能研究

作　者: 贾静
导　师: 许并社
学　校: 太原理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: AZ31镁合金 湿化学法 超疏水膜 耐蚀性 浮力 深冷处理
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 69次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料,由于具有高的比强度和比刚度、易切削、减震、抗冲击、良好的电磁屏蔽等一系列优点,使它成为了汽车工业、航空航天等领域减重的理想材料。但是,镁合金等镁基材料的塑性变形能力及耐蚀性能都很差,这两个缺点是造成其在工程领域应用较少的主要原因。针对镁及镁合金耐蚀性差这一缺陷,本文以工业用AZ31镁合金轧板为研究对象,通过在其表面构造仿荷叶的微纳二级粗糙结构,使镁合金表面呈现出超疏水性,从而提高其耐蚀性能。在良好耐蚀性的保障下,镁合金才能够充分发挥自身优势,深化其在汽车工业、航空航天、3C行业等领域的应用。本研究采用简单易行的湿化学方法,通过草酸刻蚀、化学镀银和硬脂酸自组装三步处理,在AZ31镁合金表面上成功制备出了超疏水膜层,并尝试解释了该制备工艺的化学反应机理,然后利用扫描电子显微镜和视频光学接触角测量仪对镁合金表面上超疏水薄膜的微观形貌和润湿性进行了表征；利用电化学工作站测试了表面有、无超疏水膜层的不同镁合金试样在氯化钠溶液中的电化学阻抗谱。结果显示,采用上述三步法处理后的镁合金表面呈现出超疏水性,水滴在试样表面的表观接触角约为153。,接触角滞后为4。；超疏水薄膜在电镜下的微观形貌为紧密堆积的均一微米级球形结构,直径为2～3μm,每个微米球又由不规则排列的纳米片组成,纳米片的厚度为90～100nm,这种独特的微纳层次结构可以捕捉大量空气,在水和镁合金基体之间形成一层极薄的空气垫,有效地阻挡水分子向基体内部渗入；与未处理的原始镁合金试样相比,处理后表面超疏水的镁合金试样在0.1mol/L NaCl溶液中的耐蚀性明显提高,说明超疏水膜层可以抑制膜基界面处点蚀的发生。同时,本文还研究了超疏水结构对镁合金浮力的影响以及采用深冷处理改善超疏水膜层膜基结合力和耐磨性的实际效果。本研究中镁合金表面超疏水膜层所用的制备方法及相关性能的检测,希望能够为该课题的后续工作和其他相关的研究项目提供一些有用的基础数据和想法。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-26
  1.1. 引言  10-11
  1.2. 镁基合金材料的腐蚀与防护  11-14
    1.2.1. 镁基材料的腐蚀特性  11
    1.2.2. 常见的防腐方法  11-14
  1.3. 超疏水表面的基本原理  14-18
    1.3.1. 荷叶效应  14-15
    1.3.2. 超疏水表面的定义  15-17
    1.3.3. 前进角、后退角、接触角滞后  17-18
  1.4. 超疏水表面的制备与应用  18-24
    1.4.1. 制备方法  18-22
    1.4.2. 应用前景  22-24
  1.5. 本文研究的内容与意义  24-26
第二章 实验用材料、设备及方法  26-32
  2.1. 实验材料  26
  2.2. 实验设备  26
  2.3. 实验流程  26-27
  2.4. 实验过程中的化学反应  27-29
  2.5. 分析测试方法  29-32
第三章 超疏水膜层的微观形貌和性能  32-44
  3.1. 超疏水膜层的微观形貌分析  32-36
    3.1.1. 表面形貌  32-34
    3.1.2. 化学镀银对疏水性的影响  34
    3.1.3. 表面微区成分分析  34-36
  3.2. 超疏水膜层的润湿性分析  36-37
    3.2.1. 静态接触角的变化  36
    3.2.2. Cassie理论分析  36-37
  3.3. 超疏水膜层的耐蚀性分析  37-42
    3.3.1. 动电位极化曲线和相关参数  37-39
    3.3.2. 电化学阻抗谱  39-42
  3.4. 本章小结  42-44
第四章 超疏水镁合金的浮力及膜基结合力  44-54
  4.1. 超疏水结构对浮力的影响  44-48
    4.1.1. 试样在水中的浮力对比  44-46
    4.1.2. 水黾腿部的超疏水结构  46-48
  4.2. 超疏水膜层的膜基结合力  48-52
    4.2.1. 深冷处理概括  48-49
    4.2.2. 超疏水镁合金的深冷处理  49-52
  4.3. 本章小结  52-54
第五章 结论与展望  54-58
  5.1. 结论  54-55
  5.2. 展望  55-58
参考文献  58-64
致谢  64-66
硕士期间发表学术论文及科研成果  66

相似论文

  1. 水平开口受限空间火灾热烟气流动研究,X928.7
  2. 自由站立式管浮力筒结构设计与分析,P756.2
  3. 镁合金板状坯材挤压参数的研究,TG379
  4. AZ31镁合金薄板轧制及热处理工艺的研究,TG166.4
  5. AZ31镁合金变质剂及其细化行为的研究,TG146.22
  6. 无钴硫酸盐体系三价铬黑色钝化液的制备和性能研究,TG174.4
  7. 二氧化钛纳米管阵列的制备、超疏水改性及耐蚀性能研究,TB383.1
  8. 反应热喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层制备工艺及性能研究,TG174.4
  9. 碳钢表面杂化膜的制备及防腐性能研究,TG174.4
  10. Pt-Pd-Cu-P系合金的非晶形成能力及其性能的研究,TG139.8
  11. 碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究,TG174.4
  12. 纺织用钢领组织与高性能的研究,TG142.1
  13. AZ31镁合金板材温热成形极限及回弹研究,TG386
  14. 带浮力块的柔性立管涡激振动特性研究,TB123
  15. 生物可降解Mg-Zn系合金及其复合材料研究,TG146.22
  16. 数据挖掘在陶瓷涂层制备中的应用,TG174.453
  17. AZ31镁合金及纯钛强流脉冲电子束表面改性,TG166.4
  18. 金属基体低表面能复合膜的制备及其耐蚀性能研究,TG174.4
  19. 深冷强化轮毂轴承的疲劳寿命试验及结构优化,TG115.57
  20. A1/Pb-WC-CeO_2电极材料的制备及性能研究,O611.3
  21. 岩石抗浮锚杆工作机理的试验研究与有限元分析,TU472

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
© 2012 www.xueweilunwen.com