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镁合金表面DCPD涂层的制备及其界面结合机制研究

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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.
Preparation of DCPD Coating on Magnesium Alloy and Its Interface Bonding Mechanism

magnesium alloyDCPD coatingbonding energyinterface bondingmolecular dynamics simulation

李沛、李志、杨建成、袁静

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青海省人民医院骨科二病区,西宁 810007

青海民族大学 物理与电子信息工程学院,西宁 810007

镁合金 DCPD涂层 界面结合能 界面结合位点 分子动力学模拟

青海省卫生健康委员会指导性计划课题中国科学院西部之光人才培养计划西部青年学者项目

2021-wjzdx-33

2024

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.04.018

表面技术
中国兵器工业第五九研究所,中国兵工学会防腐包装分会,中国兵器工业防腐包装情报网

表面技术

CSTPCD北大核心
影响因子：1.39
ISSN：1001-3660
年,卷(期)：2024.53(4)
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