中国有色金属学报
中國有色金屬學報
중국유색금속학보
THE CHINESE JOURNAL OF NONFERROUS METALS
2015年
2期
401-407
,共7页
张春艳%柳歆鹏%黄佳祈%刘成龙%杨惠%杨有利
張春豔%柳歆鵬%黃佳祈%劉成龍%楊惠%楊有利
장춘염%류흠붕%황가기%류성룡%양혜%양유리
镁合金%氟转化层%电化学阻抗谱%降解行为%生物材料
鎂閤金%氟轉化層%電化學阻抗譜%降解行為%生物材料
미합금%불전화층%전화학조항보%강해행위%생물재료
magnesium alloy%fluorine conversion coating%electrochemical impedance spectroscopy%degradation behavior%biomaterial
为改善镁合金的生物降解性能,在镁合金AZ31表面制备氟转化层,研究氟转化层的电化学阻抗谱(EIS)在Hank's仿生溶液中随浸泡时间的变化,并结合浸泡过程中氟转化层表面形貌和成分的变化,探讨氟转化层的形成机理及在仿生溶液中的降解行为.结果表明:氟处理后镁合金表面生成MgF2转化膜,反应过程中氢气的产生在膜层表面生成不贯穿膜层的孔隙;在Hank's仿生溶液浸泡过程中,氟转化层电阻随浸泡时间的延长而降低,氟化镁层缓慢溶解并生成氢氧化镁.同时,溶液中的Ca2+、HPO42-和PO43-等离子沉积在表面;由于氟转化层表面存在微孔,浸泡15 min时,小孔腐蚀过程已经开始;浸泡至7d时,孔核表面区域的膜层溶解穿透,进入腐蚀孔的发展阶段;浸泡至15d时,发生明显点蚀;氟转化层微孔处溶解速度较大,导致Cl-渗透至基体,镁合金发生点蚀,点蚀产生的腐蚀产物在孔中堆积形成胞状突起.
為改善鎂閤金的生物降解性能,在鎂閤金AZ31錶麵製備氟轉化層,研究氟轉化層的電化學阻抗譜(EIS)在Hank's倣生溶液中隨浸泡時間的變化,併結閤浸泡過程中氟轉化層錶麵形貌和成分的變化,探討氟轉化層的形成機理及在倣生溶液中的降解行為.結果錶明:氟處理後鎂閤金錶麵生成MgF2轉化膜,反應過程中氫氣的產生在膜層錶麵生成不貫穿膜層的孔隙;在Hank's倣生溶液浸泡過程中,氟轉化層電阻隨浸泡時間的延長而降低,氟化鎂層緩慢溶解併生成氫氧化鎂.同時,溶液中的Ca2+、HPO42-和PO43-等離子沉積在錶麵;由于氟轉化層錶麵存在微孔,浸泡15 min時,小孔腐蝕過程已經開始;浸泡至7d時,孔覈錶麵區域的膜層溶解穿透,進入腐蝕孔的髮展階段;浸泡至15d時,髮生明顯點蝕;氟轉化層微孔處溶解速度較大,導緻Cl-滲透至基體,鎂閤金髮生點蝕,點蝕產生的腐蝕產物在孔中堆積形成胞狀突起.
위개선미합금적생물강해성능,재미합금AZ31표면제비불전화층,연구불전화층적전화학조항보(EIS)재Hank's방생용액중수침포시간적변화,병결합침포과정중불전화층표면형모화성분적변화,탐토불전화층적형성궤리급재방생용액중적강해행위.결과표명:불처리후미합금표면생성MgF2전화막,반응과정중경기적산생재막층표면생성불관천막층적공극;재Hank's방생용액침포과정중,불전화층전조수침포시간적연장이강저,불화미층완만용해병생성경양화미.동시,용액중적Ca2+、HPO42-화PO43-등리자침적재표면;유우불전화층표면존재미공,침포15 min시,소공부식과정이경개시;침포지7d시,공핵표면구역적막층용해천투,진입부식공적발전계단;침포지15d시,발생명현점식;불전화층미공처용해속도교대,도치Cl-삼투지기체,미합금발생점식,점식산생적부식산물재공중퇴적형성포상돌기.
