镁合金表面超疏水膜层构筑及其防腐性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文镁合金表面超疏水膜层构筑及其防腐性能研究博士研究生：高蕊指导教师：王君教授学科、专业：材料学哈尔滨工程大学2013年6月万方数据万方数据分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文镁合金表面超疏水膜层构筑及其防腐性能研究博士研究生：高蕊指导教师：王君教授学位级别：工学博士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2014年5月论文答辩日期：2014年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertat

2、ionfortheDegreeofD.EngStudiesonsynthesisofsuperhydrophobiccoatingsonmagnesiumalloyandtheircorrosionresistanceperformanceCandidate:GaoRuiSupervisor:Prof.WangJunAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:MaterialsScienceDateofSubmission:May.2014DateofOralE

3、xamination:Jun.2014University:HarbinEngineeringUniversity万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位

4、论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有

5、关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据万方数据镁合金表面超疏水膜层构筑及其防腐性能研究摘要镁合金是最重要的结构性金属材料之一，由于镁及镁合金具有重量轻、密度低、强度高、导热/电性良好以及铸造性能良好等优点，镁合金材料已经在航空航天、汽车工业、军事工业以及电子工业等领域得到应用。然而，由于镁合金材料的化学以及电化学反应活性较高，因此镁合金极易受到腐蚀的侵害，这严重的限制了镁合金在某些特殊条件下的应用。由于超疏水膜层能够阻止镁合金和腐蚀性水溶液介质间的接触，因此在镁合金基体表面上覆盖超疏水

6、膜层是保护镁合金免受腐蚀侵蚀的一种有效方法，近年来，在镁合金基体表面构筑超疏水膜层并且探讨其抗腐蚀性能成为研究热点。本论文以镁合金作为研究对象，采用各种不同的合成方法（微波辅助合成法、水热合成法、溶液浸渍法）在镁合金基体上构筑了具有一定结构的超疏水膜层。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS等分析测试手段对所制备的各种膜层产物的形貌、结构、组成以及与镁合金基体的结合情况等进行研究，并且分别采用电化学动电位极化测试法(IE)以及电化学交流阻抗测试法(EIS)对超疏水膜层的耐腐蚀性能进行分析。通过简单、快速的常压微波辅助

7、合成法，在镁合金AZ31表面化学镀镍层的基础上，构筑了具有多级花状结构的氢氧化镍膜层，经过十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰之后，所制备的多级结构氢氧化镍膜层具有较好的超疏水性能，其表面静态水接触角可以达到161°。超疏水膜层覆盖后镁合金AZ31的腐蚀电流降低了近3个数量级，并且其电荷转232移电阻从50.2Ωcm升高到了9.302×10Ωcm。通过水热合成法在镁合金AZ31表面原位构筑了具有多级结构的羟基磷灰石膜层，研究了反应温度以及反应时间对膜层表面形貌的影响，确定了水热反应温度为90℃、反应时间为6h条件下所制备的羟基磷灰石膜

8、层的形貌最佳各方面性能最好，对多级结构羟基磷灰石膜层的形成过程进行了初步的探讨。使用癸基膦酸对所制备的羟基磷灰石膜层进行表面修饰后，使得膜层表面静态水接触角升高至160°。电化学分析测试结果表-52-8明，超疏水膜层覆盖后镁合金的腐蚀电流密度从8.663×10A/cm降低至5.052×10