镁合金阳极氧化膜的制备及其耐腐蚀性能研究【开题报告】

镁合金表面电化学阳极沉积氧化镁膜及其耐腐蚀性欧阳春;雷霆;唐炜;李年丰;周乐山【摘要】将镁合金置于浓度为10mol/L的KOH溶液中,在1.0V电压下电化学阳极氧化,然后在723K温度下热处理1h,在镁合金表面制备氧化镁(MgO)涂层,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层进行形貌表征和物相分析,研究有MgO涂层的镁合金在Hank模拟体液中的动态阳极极化曲线和浸泡3d溶液pH值的变化,通过SEM观察腐蚀后样品的形貌并进行成分分析,探讨腐蚀机理.结果表明:与裸合金相比,有MgO涂层的镁合金的腐蚀电位正移130mV,腐蚀电流减少2个数量级,腐蚀过程主要发生在氧化镁涂层并且没有明显的点蚀现象,表明有MgO涂层的镁合金具有优异的抗腐蚀性能.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2010(015)003【总页数】6页(P271-276)【关键词】镁合金;表面改性;电化学腐蚀;Hank模拟体液【作者】欧阳春;雷霆;唐炜;李年丰;周乐山【作者单位】中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;中南大学,湘雅医院,长沙,410008;中南大学湘雅医学院,长沙,410013【正文语种】中文【中图分类】TG139生物降解镁合金材料是继无机生物陶瓷和生物活性高分子聚合物之后的又一类新兴生物材料。

该材料具备作为生物医用材料所要求的良好的医学安全性基础，有望发展成为生物医用可降解植入材料及器件,在可降解心血管支架以及替代骨组织的工程支架材料等方面展示出巨大的应用前景，正受到越来越多的关注[1-2]。

目前，镁及镁合金作为生物医用材料的主要瓶颈在于镁及镁合金的耐蚀性差[3]，特别是在有氯离子存在的腐蚀环境中腐蚀速率很快。

因此，提高镁合金耐蚀性能，成为当前镁合金生物材料的研究热点。

镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究镁合金是一种重量轻、高强度的金属材料，因此在各个领域中得到了广泛应用。

然而，由于其在大气环境中容易受到腐蚀，使得其耐用性和可靠性受到一定的影响。

为了提高镁合金的耐蚀性能，各种表面处理技术被广泛研究和应用。

下面将从常见的几种表面处理技术入手，介绍它们对镁合金耐蚀性能的影响。

一、阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术，通过在金属表面形成一层氧化膜以提高其表面性能。

在镁合金表面上，氧化膜可以增加金属表面的硬度和耐磨性，同时也可以提高其防腐蚀性能。

然而，由于氧化膜是一种多孔材料，且氧化膜的密度和厚度也会影响其性能。

因此，氧化膜的质量和厚度需要得到控制，才能够发挥出其最佳的防腐蚀性能。

二、化学转化处理化学转化处理是利用化学反应在镁合金表面产生一种保护膜的技术。

常见的方法包括磷化、钝化和转化膜等。

这些保护膜具有良好的耐蚀性能，可以更好地保护镁合金表面不受到腐蚀的影响。

三、喷涂处理喷涂处理是将一种防腐涂料喷涂在镁合金表面上，以形成一种保护膜的技术。

这种方法具有一些优点，如简单和易于实现，同时也可以在较短的时间内形成保护层，有效提高镁合金表面的耐蚀性。

然而，由于镁合金表面的特殊性质，这些表面处理技术仍需要加以改进和优化。

例如，喷涂处理中的涂料选择需要注意其与镁合金表面的相容性，使得涂层可以牢固地附着在表面并保持长时间的防腐蚀性能。

同时，氧化膜的质量和厚度也需要加以监控和控制，才能够在镁合金的使用过程中发挥最好的防腐蚀性能。

总而言之，表面处理技术是提高镁合金表面耐蚀性能的主要手段之一。

通过选择适当的表面处理技术，可以有效减少镁合金的腐蚀损失，延长材料使用寿命，并且在各个领域中得到更加广泛的应用。

随着技术的不断发展和优化，相信未来会有更多更好的表面处理技术出现，推动镁合金材料的更进一步发展。

镁及合金电化学氧化行为的研究的开题报告
一、课题背景及研究意义
镁及其合金是近年来发展较快的一类轻金属材料，在汽车、航空、电子、医疗器械等领域得到了广泛应用和推广。

然而，镁及其合金存在着较为严重的腐蚀问题，特别是在潮湿、海水等有腐蚀环境的情况下，镁材料易发生氧化腐蚀等问题，导致材料的劣化和失效，影响其使用寿命及性能。

因此，了解镁及其合金的电化学氧化行为是非常必要的，可以为镁材料的使用、维护和改进提供理论支持和指导。

二、研究内容及研究方法
本研究将对镁及其合金的电化学氧化行为进行深入研究。

具体研究内容包括：
1. 对镁及其合金的电化学行为进行实验研究，包括：电化学氧化动力学、氧化膜结构和成分、氧化膜性质及稳定性等方面；
2. 探索影响电化学氧化过程的因素，例如氧化电位、电解液成分、温度、氧化时间等因素，分析其对氧化膜形成和性质的影响；
3. 采用表面分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等方法对氧化膜的形貌及结构进行表征；
4. 应用电化学阻抗谱（EIS）等技术，对氧化膜性能进行评价，并研究氧化膜的稳定性及损伤修复等方面的问题。

本研究将采用实验室实验和理论分析相结合的方法进行。

通过在不同条件下的实验研究，获取样品的实验数据和实验规律，并分析属于电化学氧化过程的各个过程及其效应，形成全面的实验数据分析结果，从而全面地反映镁及其合金的电化学氧化行为规律。

三、研究意义
该研究可通过对镁及其合金电化学氧化的研究，为镁材料的使用、维护和改进提供支持，能深入地了解镁及其合金电化学氧化过程的本质及控制关键，对相关领域的镁材料应用提供重要的技术支撑，同时也为今后镁材料的腐蚀与防护技术以及新材料的研究提供新的思路和方法。

纯镁及镁合金大气腐蚀和化学氧化工艺研究的开题报告
一、研究背景
纯镁及镁合金广泛用于航空、航天、汽车等领域，但是在使用过程中，容易受到大气环境的腐蚀和化学氧化影响，导致使用寿命缩短，影响其使用性能和耐久性。

因此，对于纯镁及镁合金的大气腐蚀和化学氧化工艺进行研究和优化，具有十分重要的意义。

二、研究目的与意义
本研究旨在通过实验研究和理论分析，探究纯镁及镁合金在大气腐蚀和化学氧化环境下的行为规律和机制，寻找有效的防护措施和治理方法，以提高其耐腐蚀性和使用寿命，为相关领域的科研和生产提供技术支撑。

三、研究内容和方法
1. 研究对象：纯镁及镁合金
2. 研究内容：
（1）纯镁及镁合金在不同大气条件下的腐蚀行为和机制。

（2）化学氧化剂对于纯镁及镁合金的影响和机理研究。

（3）利用表面处理和涂层等方法对于纯镁及镁合金的防护措施。

3. 研究方法：
（1）材料制备：采用先进技术生产纯镁及镁合金样品。

（2）大气腐蚀实验：通过模拟不同大气环境条件，进行大气腐蚀实验，并测量其腐蚀速率和形貌等性质。

（3）化学氧化实验：采用实验室制备化学氧化剂，进行化学氧化实验，并研究其在不同浓度下的影响。

（4）防护措施实验：采用表面处理和涂层等方法，进行纯镁及镁合金的防护措施实验，并评价其效果和可行性。

四、预期成果
通过本研究，可以掌握纯镁及镁合金在大气腐蚀和化学氧化环境下的行为规律和机制，发展新的防护措施和治理技术，为相关行业提供技术支持，并提高我国的科研水平和经济效益。

AZ31变形镁合金的阳极氧化处理及其性能研究的开
题报告
一、研究背景
AZ31变形镁合金是一种重要的镁合金材料，具有轻、强、刚、耐腐蚀等特点，在航空、汽车、军事、医疗等领域有广泛的应用。

然而，
AZ31变形镁合金在空气和水中容易发生氧化、腐蚀等问题，影响其使用寿命和性能。

为了提高AZ31变形镁合金的防腐蚀性能，通常采用阳极氧化处理。

阳极氧化时通过在电解液中通电，将阳极表面的金属氧化成氧化膜。

氧化膜具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，能够延长AZ31变形镁合金的使用寿命和提高其性能。

二、研究目的
本次研究旨在探究AZ31变形镁合金的阳极氧化处理，分析氧化膜的组成、结构和性能，并研究处理工艺参数对氧化膜性能的影响，以实现提高AZ31变形镁合金的防腐蚀性能和延长使用寿命的目的。

三、研究内容
1. AZ31变形镁合金的制备和表征；
2. 阳极氧化处理工艺的设计和优化；
3. 利用扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等手段分析氧化膜的表面形貌、组成和结构特征；
4. 研究处理工艺参数（如电解电压、电解时间、电解液成分等）对氧化膜性能的影响；
5. 对比处理前后AZ31变形镁合金的耐腐蚀性能和机械强度。

四、研究意义
本次研究对于探究AZ31变形镁合金的防腐蚀机理，提高其性能和应用价值具有重要意义。

同时，本研究可为提高其他镁合金材料的防腐蚀性能提供参考依据。

镁合金表面处理工艺的研究的开题报告
1. 研究背景
镁合金作为一种新型轻质金属材料，具有优良的物理、化学和机械
性能，广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。

然而，镁合金的表
面经常会遭受腐蚀、氧化、磨损等问题，影响其应用寿命和性能。

因此，研究镁合金表面处理工艺，提高其表面耐蚀和耐磨性能，具有重要的理
论意义和实际价值。

2. 研究目的
本研究旨在探究镁合金表面处理工艺，提高镁合金表面的耐蚀性和
耐磨性，为镁合金的应用提供技术支持。

3. 研究内容
（1）了解镁合金表面处理工艺的基本原理和方法；
（2）研究不同表面处理工艺对镁合金表面性能的影响，包括腐蚀性、磨损性、机械性能等；
（3）评价不同表面处理工艺在实际应用中的效果和可行性；
（4）探索新型镁合金表面处理工艺，提高其表面性能和应用前景。

4. 研究方法
（1）文献资料法：查阅相关文献，了解镁合金表面处理工艺的研究进展和发展趋势。

（2）实验法：选取不同表面处理工艺，制备不同表面状态的镁合金试样，并对其进行性能测试。

（3）分析方法：运用材料分析测试仪器对试样的物理性质、化学成分、表面形貌等进行分析。

5. 研究意义
本研究能够为镁合金的实际应用提供指导，并能够推动其在各个领域的应用发展。

同时，通过探索新型镁合金表面处理工艺，也能够为相关领域的技术创新和产业发展提供有益的参考。

镁合金表面微弧氧化防护膜的制备及其结构与性能研究的开题报告一、研究背景及意义镁合金作为一种重要的轻质结构材料，具有优异的机械性能和良好的耐蚀性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

然而，镁合金的易腐蚀性导致其在使用过程中容易受到环境的侵蚀，从而降低其性能和寿命。

因此，开发一种有效的防护措施成为了实现镁合金广泛应用的关键问题之一。

微弧氧化技术（MAO）是一种利用高压脉冲电弧放电在金属表面形成的氧化膜，具有高硬度、高耐蚀性、高温稳定性等优异性能。

近年来，MAO技术在镁合金表面防蚀领域得到了广泛应用，已经成为一种重要的表面处理技术。

因此，开展镁合金表面微弧氧化防护膜的制备及其结构与性能研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、研究内容本文主要研究内容如下：1.镁合金表面微弧氧化防护膜的制备工艺及表面形貌观察：通过对MAO工艺参数进行调整，制备出具有良好耐蚀性和机械性能的微弧氧化防护膜。

使用扫描电子显微镜、原子力显微镜等手段对其表面形貌进行观察。

2.微弧氧化防护膜的组成和结构表征：使用X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪等表征技术对其组成和结构进行表征分析。

3.微弧氧化防护膜的性能测试：对其摩擦学、耐腐蚀性能以及耐热性进行测试分析。

4.对微弧氧化防护膜的制备工艺进行优化：通过对MAO工艺参数进行优化和调整，进一步提高其性能和稳定性。

三、研究计划和进度本研究拟在1年内完成，主要进度安排如下：第1-3个月：收集资料，查阅有关文献，撰写开题报告第4-6个月：进行实验室微弧氧化技术的学习和实践，掌握微弧氧化制备技术第7-9个月：对微弧氧化防护膜的制备工艺及其结构进行表征和分析，包括表征技术的学习与实践第10-12个月：对微弧氧化防护膜的性能进行测试和分析，并进行工艺优化，撰写毕业论文。

四、预期成果与意义本研究预期通过对镁合金微弧氧化防护膜的制备及其表面形貌、结构和性能分析，得到一系列具有科学价值和工程实用价值的成果：1.成功制备出具有良好防腐蚀和机械性能的微弧氧化防护膜2.揭示微弧氧化防护膜的物理化学结构，为研究其性质和机制提供基础3.对MAO工艺进行优化，提高其制备效率和性能4.为镁合金的应用推广和进一步开发提供了技术手段和理论依据。

AZ91镁合金表面氧化物膜的制备及耐蚀性研究的开题报告一、选题的背景和意义AZ91镁合金具有强度高、重量轻、导热性好等优点，已经广泛应用于汽车制造、航空航天等领域，但其耐蚀性较差，容易受到外部环境的影响。

因此，将AZ91镁合金表面制备成氧化物膜，能够有效提高其耐蚀性能，从而拓宽其应用范围。

二、研究的目的本研究旨在研究AZ91镁合金表面氧化物膜的制备工艺和条件，并对其耐蚀性进行分析和评价，以期为提高镁合金的使用寿命和推广应用提供技术支持。

三、研究的内容和方法1. 氧化物膜的制备采用电化学氧化法、热氧化法等方法制备氧化物膜，并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法对膜层进行表征和分析。

2. 等离子体增强化学氧化采用等离子体增强化学氧化方法对AZ91镁合金表面进行改性，并采用电化学测试、盐雾试验等方法对膜层进行评价。

四、预期研究结果通过对AZ91镁合金表面氧化物膜制备工艺和条件的研究，预计可以得到具有一定耐蚀性能的氧化物膜，并对其进行优化和改性，从而提高镁合金的使用寿命和拓宽应用领域。

五、参考文献[1] He Y, Shi Z, Liang J, et al. Formation of protective coatings on AZ91D magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation[J]. Journal of Rare Earths, 2016, 34: 527-534.[2] Cao F, Shao R, Yang D, et al. Fabrication of a hydrophobic film on an AZ91D magnesium alloy surface by a one-step electrochemical deposition process[J]. Journal of Materials Science, 2012, 47: 4132-4141.[3] Zhang J, Li X, Yang H, et al. Microarc oxidation coating on magnesium alloy and its corrosion behavior in different solutions[J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 2018, 27: 3224-3234.。

AZ31镁合金氧化膜的研究摘要在镁合金表面生成保护膜对镁合金起到保护作用，是一种最简单经济的方式。

本文对AZ31镁合金进行化学氧化成膜和电化学氧化成膜。

所用的镁合金试样表面积约为10-40cm2。

其中，化学氧化采用低浓度铬酸常温，化学氧化液的成分及含量为：CrO3（5g/L）、CaSO4（5g/L）。

对其氧化时间进行优化，得到2min左右时，氧化效果较好。

另外，本文采用了几种不同的电化学氧化方法成膜，发现电化学氧化液成分为NaOH/Na2SiO3/C6H5OH的电化学氧化方法所得的膜效果不错。

之后，改变这种电化学氧化液中各成分的含量，以进一步证明各成分的作用。

在化学氧化和电化学氧化成膜后，对试样进行静电粉末喷涂，测试涂膜性能。

发现涂膜性能良好。

另外，研究结果还表明：铬酸化学氧化所得的膜层均匀致密，孔隙率低。

电化学氧化所得的膜表面粗糙、多孔，孔隙率高。

对六价铬废液可以采用沉淀法回收处理。

关键词：AZ31镁合金，化学氧化，电化学氧化，静电喷涂A Study on the Oxide Film of AZ31 Magnesium AlloyAbstractA protective film on the surface of magnesium alloy can be used to protect the magnesium alloy, which is one of the most economical and simplest methods. In this paper, the chemical oxidation films and electrochemical oxidation films were prepared for AZ31 magnesium alloy. The surface area of magnesium alloy samples used in this paper was about 10-40cm2. Among them, the chemical oxidation films with low concentration of chromic acid were obtained at room temperature. The composition and content of chemical oxidation solution was CrO3 (5g/L), CaSO4 (5g/ L). Optimize its oxidation time, we found that the effect was better when the oxidation time is about 2min. In addition, several different methods of electrochemical oxidation films were used. When the electrochemical oxidation which solution components were NaOH、Na2SiO3 and C6H5OH were adopted , the effect was better . After then, to provide further evidence of the role of each component, we changed the contents of each component in the electrochemical oxidation of solution . The electrostatic powder coating was conducted after forming chemical oxidation films or electrochemical oxidation films. Coating performance was good when testing the properties. In addition, the results also showed that: chromate films obtained from chemical oxidation were even and tight, which porosity was lower. The surface of membranes from electrochemical oxidation were rough and porous, which porosity was higher. Waste solution including hexavalent chromium compounds could be recycled by precipitation method.Key words: AZ31 magnesium alloy, chemical oxidation; electrochemical oxidation; electrostatic spray目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1.镁及镁合金特性 (1)1.1.1.镁合金特点 (1)1.1.2.镁合金牌号 (1)1.2.镁合金的应用 (2)1.2.1.镁合金在汽车领域的应用 (3)1.2.2.镁合金在3C行业的应用 (4)1.2.3.镁合金在航天领域的应用 (4)1.2.4.镁合金在军事领域的应用 (5)1.2.5.镁合金在医疗器械上的应用前景 (5)1.3.镁合金腐蚀 (6)1.3.1.镁单质的不稳定性 (6)1.3.2.镁合金的第二相和杂质 (7)1.3.3.镁合金的环境因素 (7)1.3.4.镁合金的自然氧化膜 (7)1.4.镁合金表面防护 (8)1.4.1.化学氧化处理 (8)1.4.2.阳极氧化处理 (10)1.4.3.微弧氧化处理 (12)1.4.4.有机涂层处理 (12)1.4.5.金属涂层处理 (13)1.4.6.其他表面处理方法 (13)1.5.课题研究内容及意义 (14)1.5.1.课题研究内容 (14)1.5.2.课题研究意义 (14)第2章实验部分 (15)2.1.实验材料 (15)2.2.主要实验药品及设备 (15)2.2.1.实验药品 (15)2.2.2.实验仪器 (16)2.3.实验过程 (16)2.3.1.镁合金表面前处理 (16)2.3.2.化学氧化膜的制备 (17)2.3.3.电化学氧化膜的制备 (18)2.4.涂装 (20)2.4.1.几种主要的涂装施工方法 (20)2.4.2.涂料的分类 (20)2.4.3.进行涂装 (21)2.5.废液的处理及回收 (21)2.6.研究方法 (22)2.6.1.漆膜附着力测试 (22)2.6.2.漆膜耐腐蚀测试 (23)2.6.3.氧化膜的孔隙率测试 (23)第3章结果与讨论 (24)3.1.前处理时间的影响 (24)3.2.化学氧化结果与分析 (24)3.2.1.化学氧化液中各成分作用分析 (24)3.2.2.镀层表面形貌 (25)3.2.3.化学氧化时间对处理效果的影响 (25)3.2.4.漆膜性能测试结果与分析 (26)3.3.电化学氧化结果 (26)3.3.1.不同电化学氧化溶液的处理效果 (26)3.3.2.电化学氧化液浓度对处理效果的影响 (28)3.3.3.漆膜性能测试结果与分析 (31)3.4.氧化膜的孔隙率测试结果与分析 (31)3.4.1.化学氧化膜的孔隙率测试结果与分析 (31)3.4.2.电化学氧化膜孔隙率测试结果与分析 (32)第4章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)外文原文 (37)中文翻译 (56)第1章绪论1.1.镁及镁合金特性镁为银白色金属，熔点648.8℃，沸点1107℃；其密度为1.74g/cm3，大约是铝的2/3，是铁的1/4。