Получение и свойства конверсионных фосфатсодержащих покрытий на легированных редкоземельными элементами сплавах магния

Abstract

Целью статьи был синтез и изучение структуры, качественного и количественного составов, а также защитных свойств в модельном растворе Хэнка фосфатсодержащих конверсионных покрытий на легированных редкоземельными элементами сплавах магния WE43, ZRE1 и QE22. Методами сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного и рентгенофазового анализа изучена морфология, микроструктура, элементный и фазовый составы легированных редкоземельными элементами магниевых сплавов QE22, ZRE1 и WE43, а также конверсионных покрытий, формируемых на их поверхности в процессе фосфатирования. С помощью линейной вольтамперометрии и электрохимической импедансной спектроскопии изучены кинетические особенности коррозии исследуемых образцов магниевых сплавов в растворе Хэнка (рН = 7.4), имитирующем внутреннюю среду организма, до и после фосфатирования. Установлено, что фосфатирование магниевых сплавов, легированных редкоземельными элементами, приводит к образованию на их поверхности малорастворимых плотных мелкозернистых покрытий с ярко выраженной кристаллической структурой толщиной от 16 до 21 мкм. Полученные конверсионные покрытия характеризуются следующим элементным составом: Са ≈ 40 мас. %; Р ≈ 15 мас. %; О ≈ 35 мас. %. Показано, что кристаллическая структура фосфатсодержащего покрытия представлена фазой брушита (CaHPO4·2H2O). В результате проведения электрохимических исследований коррозионного поведения магниевых сплавов в модельном растворе Хэнка (рН = 7.4) было установлено, что плотность тока коррозии уменьшается в ряду QE22, ZRE1, WE43 и составляет iкорр, А/см2: 5.2·10–5; 2.5·10–5; 2.0·10–5. Полученные конверсионное покрытие на основе брушита способствует снижению скорости коррозии магниевых сплавов QE22, ZRE1 и WE43 в 15.2, 7.8 и 6.3 раза соответственно.

Keywords

• магний
• редкоземельные элементы
• конверсионное покрытие
• брушит
• коррозия