Zr-Cu-(Nb)-Ag-Al-Be大塊金屬玻璃耐腐蝕性能的研究.pdf

1、Zr基金屬玻璃具有大的玻璃形成能力、高的熱穩(wěn)定性、高強(qiáng)度和低彈性模量等優(yōu)異性能。然而其不耐Cl-腐蝕的問題嚴(yán)重制約其作為生物醫(yī)用材料和結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用前景。針對(duì)這個(gè)問題，本文對(duì)提高Zr-Cu-(Nb)-Ag-Al-Be體系大塊金屬耐Cl-腐蝕能力展開了系統(tǒng)的研究，獲得了以下主要成果:
　　(1)Nb對(duì)Cu的部分取代降低該體系金屬玻璃的玻璃形成能力和熱穩(wěn)定性。極化曲線和浸泡實(shí)驗(yàn)表明Nb取代Cu提高材料在0.5 MNaCl、0.1 M

2、HCl和0.5 M H2SO4溶液中的耐腐蝕性能，特別是抗Cl-點(diǎn)蝕能力得到顯著提高，并對(duì)0.5 M NaCl鈍化。在含Cl-溶液中，Cu優(yōu)先發(fā)生腐蝕溶解，破壞氧化膜，發(fā)生點(diǎn)蝕。Nb的加入有效抑制點(diǎn)蝕的形核和Cu的腐蝕溶解。X射線光電子能譜研究發(fā)現(xiàn):樣品表面Zr、Al、Be富集，Cu、Ag、 Nb貧化;空氣中自然形成層狀結(jié)構(gòu)的氧化膜，最外層為ZrO2、BeO、Al2O3、Cu2O、Ag2O和Nb2O5氧化物，中間層為NbO2、NbO、Z

3、rO和Zr2O氧化物與金屬態(tài)組元，里層為金屬態(tài)基體和Zr的低價(jià)氧化物;含Nb樣品浸泡中形成的鈍化膜中含大量氫氧化物，Nb含量比浸泡前的氧化膜高，并且由浸泡前的Nb4+和Nb5+共存變成全部以Nb5+。綜上，Nb2O5的存在使含Nb樣品的氧化膜比不含Nb樣品更致密，有效抑制Cu的溶解和Cl的擴(kuò)散穿透，明顯提高耐Cl-腐蝕性能。
　　(2)Zr-Cu-(Nb)-Ag-Al-Be大塊金屬玻璃熱氧化后:樣品表面生成0.3～0.4μm厚的氧