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

• 作者: 王雪梅 殷正正 于晓彤 邹玉红 曾荣昌
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: AZ31镁合金 涂层 氨基酸 吸附 耐蚀性能
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research paper
• 页码范围: 1258-1271
• 页数: 14页
• 分类号: TG174
• 语种: 中文
• 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.