摘要
目的 研究CaHPO4·2H2O(DCPD)与Mg的界面结合机制,以提高DCPD在镁合金表面的界面结合强度.方法 利用电镀法在AZ31镁合金表面制备DCPD涂层,采用SEM、XRD、XPS等对涂层形貌及结构进行表征.同时,运用分子动力学模拟(MD)对DCPD在Mg表面形成机制进行研究,通过统计界面层中不同组分的径向分布函数、密度分布、均力势、总能量等的变化,揭示DCPD/Mg的界面结合能、结合位点及结合方式.结果 通过电镀法形成的DCPD涂层形貌为致密的荷花瓣状晶体,主要成分为CaHPO4·2H2O.模拟结果表明,CaHPO4·2H2O的4个晶面(010)、(-120)、(11-1)、(111)、(-120)与Mg的结合能最强(163.63 kJ/mol).其中起"铆钉"作用的基团是HPO42-和H2O,结合位点主要为O与Mg,即HPO42-和H2O通过静电作用及范德华力与Mg形成Mg-HPO42-和Mg-H2O偶极对.研究发现,形成的偶极对中HPO42-及H2O的配位数分别为0.75和1.16,Mg-H2O的解离能更大,结构更稳定.结论 提出改善DCPD/Mg结合强度的方法,电镀前可将镁合金置于NH4H2PO4溶液中浸泡片刻,促进CaHPO4·2H2O(-120)晶面的形成.
基金项目
青海省卫生健康委员会指导性计划课题(2021-wjzdx-33)
中国科学院西部之光人才培养计划西部青年学者项目()
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