Sonochemische Abscheidung von korrosionshemmenden anorganischen Schichten auf Magnesiumlegierung AZ31 / vorgelegt von Chen Ni Liu ; Erstgutachter: Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier ; Zweitgutachter: Prof. Dr. Matthias Bauer. Paderborn, 2018
Inhalt
- Zusammenfassung
- 1 Einleitung
- 1.1 Werkstoffwissenschaftliche Aspekte von Magnesiumlegierungen
- 1.2 Einsatzgebiete für Magnesiumlegierungen
- 1.3 Korrosion von Magnesium und Magnesiumlegierungen
- 1.4 Korrosionsschutz von Mg-Legierungen durch Beschichtungen
- 1.5 Wirkung und Nutzung von Hochleistungs-Ultraschall
- 1.5.1 Verhalten von Hochleistungs-Ultraschall im flüssigem Medium
- 1.5.1.1 Hochleistungs-Ultraschall im homogenen Flüssigkeits-Bulk
- 1.5.1.2 Hochleistungs-Ultraschall an flüssig-fest Grenzflächen
- 1.5.1.3 Hochleistungs-Ultraschall in Suspensionen
- 1.5.2 Ultraschall in der Werkstoff- und Schichtsynthese
- 1.6 Motivation
- 2 Grundlagen der analytischen Methoden
- 2.1 Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie gekoppelt mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie
- 2.2 Röntgenbeugung
- 2.3 Schwingungsspektroskopie
- 2.4 Röntgenphotoelektronen Spektroskopie
- 2.5 Elektrochemische Impedanz Spektroskopie
- 2.6 Adhäsionsprüfung
- 2.7 Untersuchung der Zytotoxizität
- 3 Experimentelles
- 3.1 Materialien und Chemikalien
- 3.2 Substratvorbehandlung
- 3.3 Sonochemische Schichtabscheidung
- 3.4 Geräte und Messeinstellungen
- 3.4.1 Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl und energiedispersiver Röntgenspektroskopie
- 3.4.2 Ionenpolierer
- 3.4.3 Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie
- 3.4.4 Raman-Spektroskopie
- 3.4.5 Röntgenphotoelektronen Spektroskopie
- 3.4.6 Röntgenbeugung
- 3.4.7 Elektrochemische Impedanz Spektroskopie
- 3.4.8 Haftungsprüfungen
- 3.4.9 Zytokompatibilitätstest
- 4 Ergebnisse und Diskussion
- 4.1 Sonochemische Abscheidung von Ceroxid-Beschichtungen
- 4.1.1 Problemstellung und methodischer Ansatz
- 4.1.2 Film Morphologie
- 4.1.3 Analyse der chemische Zusammensetzung
- 4.1.4 Untersuchung der Korrosionsinhibition
- 4.1.5 Untersuchung auf Selbstheilungsvermögen
- 4.1.6 Analyse nach Polarisation und Immersion im passivierenden Elektrolyt
- 4.1.7 90 Peel-Test
- 4.1.8 Schlussfolgerungen
- 4.2 Sonochemische Abscheidung von Cerphosphat-haltigen Schichten
- 4.2.1 Problemstellung und methodischer Ansatz
- 4.2.2 Morphologie der Schichten
- 4.2.3 Analyse der chemischen Zusammensetzung
- 4.2.4 Untersuchung der Korrosionsinhibition
- 4.2.5 Untersuchung des Selbstheilungsvermögens
- 4.2.6 Analyse nach Immersion im korrosiven Elektrolyt
- 4.2.7 90 Peel-Test
- 4.2.8 Schlussfolgerungen
- 4.3 Sonochemische Abscheidung von biomimetischen Hydroxylapatit-ähnlichen Schichten auf AZ31 zur kontrollierten Degradation in vivo und Erhöhung der Biokompatibilität
- 4.3.1 Problemstellung und methodischer Ansatz
- 4.3.2 Analyse der chemischen Zusammensetzung
- 4.3.3 Morphologie der Schichten
- 4.3.4 Untersuchung der Korrosionsinhibition
- 4.3.5 Analyse nach Immersion in m-SBF
- 4.3.6 Untersuchung der Zytokompatibilität
- 4.3.7 Zugfestigkeitsprüfung
- 4.3.8 Abscheidungsmechanismus
- 4.3.9 Schlussfolgerungen
- 5 Übergreifende Schlussfolgerungen und Ausblick
- 6 Anhang