许蕾
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王泽鑫
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杜翠玲
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陈静
,
芦笙
稀有金属材料与工程
采用恒流模式,通过单变量实验改变电解液中乙酸钙、六偏磷酸钠和磷酸二氢钠等钙磷组分的浓度,在AZ31镁合金表面制备微弧氧化生物陶瓷膜,观察分析膜层微观组织结构,测定膜层表面Ca/P比、耐蚀性等,探讨钙磷组分及其浓度对膜层组织和性能的影响,进而对电解液进行优化,并对优化后的膜层性能进行观察和分析.结果表明:乙酸钙、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠对膜层Ca、P元素含量及Ca/P比值有决定作用;乙酸钙浓度越高,膜层厚度越小,但是均一性越好;六偏磷酸钠浓度对膜层表面形貌和厚度几乎无影响,其浓度越高,膜层中P元素含量越高;磷酸二氢钠浓度越高,Ca/P比值越小.电解液优化后,制备的膜层较为平整致密,表面均匀分布10.7 μm左右的微孔,但存在微裂纹;膜层主要由MgO、Mg和少量Ca2P2O7、SiO2等物相组成,使硬度和耐蚀性比镁合金基体有明显提高;膜层粗糙度Ra=0.45 μm,润湿角为42.65°,有利于细胞的附着与生长.
关键词:
镁合金
,
微弧氧化
,
生物陶瓷
,
耐蚀性
,
生物活性
王泽鑫
,
吕伟刚
,
陈静
,
芦笙
材料热处理学报
在优化的铝酸钠-磷酸钠复合电解液体系中,以ZK60镁合金为研究对象进行微弧氧化实验,并结合电压-时间曲线和微弧氧化各个阶段膜层的微观形貌以及物相分析等方面对复合电解液体系中微弧氧化过程及成膜机理进行了探讨.结果表明,该体系下微弧氧化过程分为了氧化膜生成阶段、微弧氧化膜层快速生长阶段和电压微小下降过程以及微弧氧化膜层的修整阶段.膜层的物相分析表明微弧氧化初期膜层主要成分为MgO,Mg和MgZn2,中后期膜层中的主体相为尖晶石结构的MgA12O4和方镁石结构的MgO,微弧氧化的最后阶段对膜层的物相组成没有影响.
关键词:
镁合金
,
复合电解液
,
微弧氧化
,
机理
孙磊
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芦笙
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吕伟刚
,
王泽鑫
,
周磊
材料保护
占空比是微孤氧化过程中的重要参数,目前研究多针对恒定单一占空比模式.为此,在优化的复合电解液体系中对ZK60镁合金进行微弧氧化处理,研究微弧氧化过程中阶段调节不同占空比对微弧氧化膜层性能的影响.通过电压-时间曲线分析微弧氧化膜层生长特性,并利用扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜、全浸试验等手段对膜层微观结构及性能进行表征.结果表明:阶段调节占空比模式下,微弧氧化初期应采用较大占空比有利于钝化膜击穿,微弧氧化中期适当降低占空比有利于膜层平稳生长,膜层生长后期采用较小占空比可以较好地修复膜层;当阶段占空比参数设置为60％-50％-40％时,膜层微观结构均匀致密,在3.5％溶液中室温浸泡120 h后的腐蚀速率为0.100 7g/(m2·h),表现出良好的耐蚀性;膜层与基体结合牢固,其最高临界载荷为8.95 N.
关键词:
微弧氧化
,
阶段占空比
,
ZK60镁合金
,
性能
