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[转载]【亮点文章】 AZ31镁合金表面苯丙氨酸、甲硫氨酸和天冬酰胺诱导Ca-P涂层耐蚀性能比较

已有 1596 次阅读 2021-10-16 20:37 |个人分类:科研进展|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

【亮点文章】 AZ31镁合金表面苯丙氨酸、甲硫氨酸和天冬酰胺诱导Ca-P涂层耐蚀性能比较

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引用本文:


王雪梅, 殷正正, 于晓彤, 邹玉红, 曾荣昌. AZ31镁合金表面苯丙氨酸、甲硫氨酸和天冬酰胺诱导Ca-P涂层耐蚀性能比较[J]. 金属学报, 2021, 57(10): 1258-1271.
Xuemei WANG, Zhengzheng YIN, Xiaotong YU, Yuhong ZOU, Rongchang ZENG. Comparison of Corrosion Resistance of Phenylalanine, Methionine, and Asparagine-Induced Ca-P Coatings on AZ31 Magnesium Alloys. Acta Metall Sin, 2021, 57(10): 1258-1271.
DOI: 10.11900/0412.1961.2021.00058


摘 要

为澄清氨基酸基团对成膜的影响，采用苯丙氨酸(Phenylalanine，Phe)、甲硫氨酸(Methionine，Met)和天冬酰胺(Asparagine，Asn) 3 种氨基酸调控AZ31 镁合金的降解速率，采用恒温水浴法(60℃)在其表面制备了3种氨基酸Ca-P 涂层(Ca-PPhe、Ca-PMet和Ca-PAsn)，并使用SEM、EDS 、XRD、FTIR 及XPS对涂层的形貌、成分分布和物相结构进行分析，利用电化学极化和交流阻抗及析氢腐蚀实验对涂层在模拟人体体液(Hank's)中的耐蚀性能进行研究。探讨了氨基酸添加剂在AZ31镁合金表面诱导Ca-P 涂层成膜的作用机制。Ca-P、Ca-PPhe、Ca-PMet和Ca-PAsn涂层的厚度分别为(3.47 ± 0.47)、(6.06 ± 0.77)、(7.63 ± 1.70)和(8.23 ± 1.37) μm。涂层主要组成物相为CaHPO4及Ca10(PO4)6(OH)2 (HA)。电化学和析氢实验结果表明，氨基酸提高了Ca-P涂层耐蚀性能。这主要归因于氨基酸分子的缓蚀作用，并在AZ31 镁合金表面发生化学吸附。氨基酸中的氨基吸附主要是通过N原子的孤对电子与镁合金表面耦合来实现的；羧基是通过羰基中的O原子与Mg2+结合。此外，氨基酸中的杂原子亦能与镁合金的空位分子轨道共享其孤对电子。最后，提出了氨基酸诱导Ca-P 涂层的成膜机理。

关键词

AZ31 镁合金，涂层，氨基酸，吸附，耐蚀性能

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Ca-PPhe、Ca-PMet和Ca-PAsn涂层的形成机理示意图
Schematics of the formation mechanisms of Ca-PPhe (a, b), Ca-PMet (c, d), and Ca-PAsn (e, f) coatings



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