Bibliographic Metadata
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- TitleSonochemische Abscheidung von korrosionshemmenden anorganischen Schichten auf Magnesiumlegierung AZ31 / vorgelegt von Chen Ni Liu ; Erstgutachter: Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier ; Zweitgutachter: Prof. Dr. Matthias Bauer
- Translated titleSonochemical deposition of corrosion inhibiting inorganic layers on magnesium alloy AZ31
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- Description1 Online-Ressource (ix, 153 Seiten) : Illustrationen
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2018
- AnnotationTag der Verteidigung: 12.12.2018
- Defended on2018-12-12
- LanguageGerman ; English
- Document TypesDissertation (PhD)
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Zusammenfassung
Die physikalischen Materialeigenschaften von Magnesiumlegierungen machen diese Interessant für die Verwendung als Werkstoff im Automobil- und Medizinbereich. Die Nutzung wird jedoch durch die hohe Korrosionsneigung der Legierungen eingeschränkt. Ein Lösungsansatz ist die Applikation von Schutzschichten. In dieser Arbeit wurden erfolgreich mit Hilfe von Ultraschall korrosionshemmende anorganische Schichten auf die Magnesiumlegierung AZ31 appliziert. Für die Nutzung im Automobilbereich wurden Ceroxid- und Cerphosphat-haltige Schichten appliziert, welche als umweltfreundliche Alternative zu Cr(VI)-haltigen Schutzschichten dienen sollen. Diese sollen als Primer fungieren und hierbei die Korrosion hemmen sowie die Anhaftung von nachfolgend zu applizierenden organischen Topcoats verbessern. Für die Anwendung im Implantat-Bereich wurden die Calciumphosphate nanokristallines Apatit und Octacalciumphosphat, welche den Hauptbestandteil von Knochen bzw. dessen Vorstufe darstellen, auf AZ31 appliziert. Die Schichten sollen den Korrosionswiderstand sowie die Biokompatibilität erhöhen. Die Schichten wurden durch schwingungsspektroskopische Methoden, der Röntgenphotoelektronen- Spektroskopie und der Röntgenbeugung auf die chemische Zusammensetzung untersucht. Die Morphologie wurde mit Hilfe der Rasterelektronenspektroskopie aufgeklärt. Die korrosionshemmende Wirkung wurde mittels der elektrochemischen Impedanzspektroskopie verfolgt. Auch die systemspezifischen Eigenschaften wurden untersucht: die Haftvermittlung zu einem Modelladhäsiv wurde bei den Ceroxid- und Cerphosphat-haltigen Schichten getestet, die Calciumphosphat Schichten wurden auf Zytokompatibillität getestet.
Abstract
Due to their physical properties magnesium alloys are interesting materials for automotive and medical applications. Unfortunately, magnesium alloys are prone to corrosion, which limits their use. This issue can be overcome by application of coatings. In this work, corrosion inhibiting inorganic coatings were successfully applied on magnesium alloy AZ31 by sonochemistry. For automotive applications, cerium oxide and cerium phosphate coatings were developed as a replacement of carcinogenic Cr(VI)coatings. The coatings are primers, which should enhance corrosion resistance and at the same time promote adhesion of subsequently applied organic top-coats. The coatings for orthopaedic use consist of calcium phosphate species, i. e. nanocrystalline apatite and octacalcium phosphate, which are main inorganic components or precursors of bone, respectively. The coatings are supposed to enhance corrosion resistance and biocompatibility. Chemical composition of the coatings was investigated by means of vibrational spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction. The characterisation of morphology was performed by means of scanning electron microscopy. Corrosion inhibition was monitored by electrochemical impedance spectroscopy. Additionally, application-specific properties were tested as well: bonding of cerium oxide and phosphate coatings to organic adhesive and cytocompatibility of calcium phosphate coatings.
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