金属学报

作者：王雪梅, 殷正正, 于晓彤, 邹玉红, 曾荣昌

单位：1.山东科技大学 材料科学与工程学院 青岛 266590；2.山东科技大学 化学与生物工程学院 青岛 266590；3.郑州大学 材料科学与工程学院 郑州 450002；4.武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室 武汉 430070

关键词：AZ31镁合金,涂层,氨基酸,吸附,耐蚀性能,

基金：国家自然科学基金项目(52071191);山东省自然科学基金项目(ZR2020ME011);现代汽车零部件技术湖北省重点实验室开放课题项目(XDQCKF2021006)

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。

来源：2021年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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