毕业论文_在碱热处理条件下镁表面产生氧化镁膜层的过程，并对氧化镁膜层的组织结构、性能进行了研究

镁在核能工业受到重视是由于其吸收中子的可能性小，不与铀烧结以及在可能的最高运行温度下耐蚀的能力强等，因此可以用于核反应堆外壳密封装置以及其它辅助部件的制造。

本科生毕业设计论文目前，镁合金在医学方面作用尤其被人注视，通常用的镍钛合金用于代替人体受损硬组织，其比强度和弹性模量与人体骨骼相差很多，手术后还需要取出不利于伤口愈合，且其合金离子对人体有毒。

镍铬钴合金和钛合金等金属基生物硬组织植入材料已被成功地应用于临床，在使用中发现镍铬钴合金植入人体后会释放子，可能对人体造成潜在的危害，也会引起过敏和应力遮挡效应。

而镁及其合金的密度人体密质骨的密度近，远低于钛合金的密度强度和弹性模量等综合力学性能也与人体骨相近且储量丰富加工性能良好无毒与人体有良好的生物相容性，是人体内仅次于钾的细胞内正离子，能参与骨细胞的形成，加速骨的愈合，对人的神经肌肉和心脏均有益。

美国规定成年人每日需摄入镁。

显然，若用镁及其合金作金属硬组织植入材料，不必担心微量金属离子对细胞的毒性，而且植入材料镁离子的微量释放对人体的新陈代谢还将会有所裨益。

镁及镁合金的比强度弹性模量与人体骨骼接近，可降解随尿液排出，不需二次手术，并且镁离子对人体无害，因此，镁合金在医学领域应用前景非常乐观。

及其合金的腐蚀原理镁是非常活泼的金属，标准电极电位为是所有结构金属中最低的。

此外，镁的表面膜疏松多孔，对基体的保护能力差，不适合使用于大多数的腐蚀环境。

镁活泼的化学特性方面使镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧，增加了镁合金的生产难度另方面，镁合金在工作条件下极易受到腐蚀。

腐蚀是镁及镁合金工程应用的主要问题，目前只能依赖表面处理和绝缘处理延缓镁合金件在工作环境中的腐蚀速度镁合金的腐蚀形态主要有以下几种电偶腐蚀镁合金很容易发生电偶腐蚀，阴极可能是外部与镁合金相接触的其它金属，也可能是镁合金内的第二相或杂质。

影响电偶腐蚀的因素很多，除介质导电性外，还有阴阳极间电位差面积比及阴阳极间的距离等。

点蚀在含有的非氧化性介质中，镁合金容易发生点蚀在中性或碱性介质中，镁合金的腐蚀形态也通常是点蚀。

应力腐蚀开裂本科生毕业设计论文在含有的中性溶液甚至蒸馏水中，镁合金都有应力腐蚀开裂的倾向在碱性介质中，当，镁合金表现出很好的抗应力腐蚀开裂的性能在氟化物或含氟的溶液中，镁合金也有良好的抗应力腐蚀开裂的性能。

晶间腐蚀和丝状腐蚀镁合金般对晶间腐蚀不敏感，腐蚀不能够沿晶界发展在保护性涂层或阳极氧化膜下，由于腐蚀电池在镁合金表面的移动而产生丝状腐蚀。

及镁合金表面改性的研究现状及镁合金作为生物材料的潜力镁及镁合金由于密度低，比强度比刚度高等优异的综合性能已被较为广泛地应用在航空航天电子通信汽车制造等领域。

但将镁及其合金作为生物材料的研究和应用，国内还尚未见报道。

这主要是因为镁的化学性质极为活泼并且在腐蚀介质中产生的氧化膜疏松多孔不能对基体产生很好的保护作用。

尤其是在含有离子的腐蚀介质中，面膜的完整性会遭到破坏，导致腐蚀加剧。

近年来，西方发达国家，如美国以色列日本等在新型镁合金的开发镁合金的表面改性等方面投入大量的人力物力。

从这十几年来国内外对镁及镁合金各方面的报道不难发现，镁如作为硬组织植入材料，与现己投入临床使用的各种金属植入材料相比，具有以下突出的优点镁资源丰富，价格低廉。

在地壳中镁的储量约占海水中有镁，且相对容易提取。

金属镁锭的定价在万元吨以下，而钛锭的定价在万元吨以上。

镁与镁合金的密度在右，在所有结构材料中具有最低的密度。

镁及镁合金的密度与人骨的密质骨密度为相近，比铝合金轻左右，远低于镁及镁合金具有高的比强度与比刚度且加工性能良好。

纯镁的比强度为而超高强度镁合金比强度己达到，比还高近倍。

在将金属材料植入人体时，因两种材料弹性模量的不匹配产生的应力遮挡效应是影响骨生长的负面因素之。

该效应会使骨骼强度降低愈合迟缓。

镁及镁合金的杨氏弹性模量约为弹性模量近倍。

如用镁及其合金替代现有金属植入材料，将能有效地缓解应力遮挡效应。

本科生毕业设计论文镁是人体内仅次于钾的细胞内正离子。

在体内众多的金属离子中，镁的含量为第四位，主要分布于细胞内。

它参与体内系列新陈代谢过程，包括骨细胞的形成，加速骨愈合能力等。

镁还与神经肌肉与心脏功能关系密切。

在美国规定，岁成年男子每日需摄入镁的量为用镁及镁合金作硬组织植入材料，不但不用考虑微量金属离子对细胞的毒性，而且植入材料中的镁离子对人体的微量释放还是有益的。

由此可见，镁及镁合金如能作为硬组织植入材料，有很多优于其他金属生物材料的性能。

但是由于镁及镁合金的耐蚀性能较差，尤其是在含有离子的腐蚀环境中。

而人体的生理环境又是个对硬组织植入材料要求苛刻的腐蚀环境。

因此，对镁及镁合金腐蚀本质的研究与表面改性技术的完善成了解决镁及镁合金在生物材料领域应用的关键。

及镁合金的表面改性技术镁及镁合金的表面改性作为提高其耐腐蚀性能的种有效手段，已经得到了广泛的应用。

这些传统的表面改性方法，如化学转化膜处理和阳极氧化处理，都能有效地提高镁及镁合金的耐腐蚀性能。

然而，如果欲将镁及镁合金应用在生物材料领域，材料工作者就必须使经过表面改性后的镁及镁合金不但具有较好的耐腐蚀性能，而且其表面涂层还要有较为优良的生物相容性。

由于镁及镁合金的化学活性高，表面氧化膜又疏松质脆。

不足以形成能阻止腐蚀进步进行的保护膜。

因此，要使镁及镁合金替代现有金属生物材料成为可能，必须对其进行表面改性，以满足临床应用对生物材料耐蚀性能的苛刻要求。

稀土转化膜对镁及镁合金进行表面改性近年来，因替代铬酸盐转化膜工艺而发展起来的稀土转化膜工艺不仅工艺参数少，成本低廉，无毒环保，而且能在短时间内对镁及镁合金的耐蚀性能显著提高，因而倍受青睐。

稀土无毒环保，而且具有较好使溴化钠过量。

保持另外两反应物用量分别为四氢呋喃硫酸们考察了不同溴化钠量条件下所得产物，二溴丁烷的收率，实验结果见表。

表不同的量对产物收率的影响编号产物质量产物收率表数据可知刚开始产物收率随着溴化钠用量的增加而增加，当高，之后不再随溴化钠量的增加而升高。

且在实验过程中我们也发现当溴化钠用量较大时，刚开始三口烧瓶底部会有部分溴化钠并未溶解。

虽然反应段时间后底部的溴化钠量有所下降，但随着最初所加量的增加最后底部仍会有少许的固体残余。

该固体在水蒸气蒸馏过程中会溶解。

残留于三口烧瓶中的固体经分析为未参与反应的溴化钠。

由于再加大溴化钠用量时，产品收率并无很大的变化，所以考虑到降低工业生产中的成本，认为溴化钠用量在控制扬州大学本科生毕业论文化剂用量对产物收率的影响从制备，二溴丁烷的反应历程可知，从反应物四氢呋喃到产品，二溴丁烷，首先必须是四氢呋喃与氢离子作用反应生成钅羊盐，然后再经过两次亲核取代反应最终达到反应终点。

因此在该反应过程中钅羊盐的生成是至关重要的。

硫酸的浓度越高，则反应过程中电离出的氢离子也越多，则越有利于钅羊盐的生成也使反应更加容易进行且使产物的收率相对较高。

不过如果硫酸的浓度过高，特别是在较高温度的情况下，由于浓硫酸具有强脱水性，很容易造成原料四氢呋喃被碳化而损耗，并最终降低产物的收率。

同时，硫酸浓度过高时，也可能会将溶液中的溴负离子氧化成溴分子而其本身被还原成为二氧化硫气体。

二氧化硫气体作为种有毒物质，容易造成酸雨，最终不但浪费原料而且也造成了环境的污染。

在该组实验中，我们通过固定四氢呋喃与溴化钠用量，考察了硫酸用量及酸度对产物收率的影响，实验结果见表。

表不同酸度的浓硫酸对产物收率的影响编号浓硫酸用量浓硫酸百分数实验现象产物质量产物收率液清亮少量液清亮液清亮液微黄液微黄，比上组稍深液呈红棕色，稍有碳化液呈红棕色且发生碳化硫酸浓度的计算包括加入的从表数据和实验现象可知，随着硫酸量的增加，产物收率呈上升趋势。

但当硫酸用量达到定数值时，产物收率达到最高值。

其后随着硫酸量的增加，产物的收率反而开始下降。

这是因为当硫酸浓度较大时，四氢呋喃被硫酸碳化所致。

另外硫酸浓度较大时，硫酸放热效应较大，最初滴加浓硫酸过程中温度的控制也很重要。

所以浓硫酸的浓度以右为宜，这样既可以保证产品收率较高，也不会造成原料四氢呋喃与硫酸的浪费。

扬州大学本科生毕业论文应温度对产物收率的影响随着反应温度的升高，反应速率也会加快，但如果反应温度过高，反应液中四氢呋喃的碳化现象则会加重。

另外，随着温度的升高，在反应过程中，还会有溴化氢气体从反应体系中逸出，对环境造成污染。

所以为了选择个合理的反应温度，我们控制反应原料摩尔配比过改变反应温度，测定了反应品的收率。

所得到的相关对应值列于表中。

表不同温度下产物收率收率的影响编号温度产量收率下反应时，可观察到原料发生碳化下反应时，碳化严重，碳化现象明显从表数据可知在温度段内，随着温度的增加，产物收率虽有所增加，不过增加幅度比较平缓，并未出现较大幅度的增加。

在该段，产物收率随温度升高而明显增加。

所以可得较低温度下反应速度缓慢，从制备到后处理整个周期所消耗的时间较长，如果应用于工业生产，并不能很好地做到经济合理。

而温度过高时，由于浓硫酸的强脱水性，会造成四氢呋喃的严重碳化。

产生的后果是方面使产物收率不升反降，另方面，也造成了原料四氢呋喃和浓硫酸的浪费。

所以最终选择左右反应为宜。

品分析化钾压片法表征产品对该产物的检验通过测其折射率并与文献值进行比较加以确定，另外通过溴化钾压片法测定了纯化后的，二溴丁烷，其红外谱图如图所示。

扬州大学本科生毕业论文所得产品的红外谱图观察该红外图谱，对该图谱进行分析可得该产品的红外谱图与，二溴丁烷的标准谱图致。

在间出现较强的吸收峰带，该吸收峰为亚甲基的强伸缩振动吸收带在处出现中等强度伸缩振动吸收带，为亚甲基的吸收带而在处出现的峰则为。

从而可以证明我们所合成的产品为，二溴丁烷。

射率测定法表征产品测定所得产物的折射率，测得其值为所查文献值相符。

复及放大实验通过改变反应条件，确定最佳合成条件为四氢呋喃化钠硫酸下加热回流。

根据上述条件进行放大及重复实验，其结果如表所示。

表放大及重复试验编号放大倍数收率州大学本科生毕业论文从表数据可知反应放大倍和倍产品同样得到了较高的稳定的产率，且重复反应产物收