Original title:
Syntéza MgFe-LDH vrstev jakožto potenciální korozní ochrana Mg substrátů
Translated title:
Synthesis of MgFe-LDH layers as potential corrosion protection of Mg substrates
Authors:
Molva, Vojtěch ; Doskočil, Leoš (referee) ; Buchtík, Martin (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2025
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Cílem této diplomové práce byla syntéza MgFe-LDH povlaků, jakožto potenciální korozní ochrany Mg substrátu. Teoretická část se zabývá hořčíkem a jeho slitinami využitelnými nejen v biomedicíně. Následně je zde popsána koroze Mg substrátu a možnosti povrchových úprav v oblasti biomedicínských aplikací se zaměřením na povlaky na bázi podvojných vrstevnatých hydroxidů (LDH). Dále je pojednáno o těchto povlacích a metodách jejich příprav. Teoretická část je zakončena přehledem studovaných MgFe-LDH povlaků a parametry jejich příprav. V rámci experimentální části byly studovány podmínky dvoukrokové syntézy MgFe-LDH povlaků. V prvním kroku byl studován vliv předúpravy, dále teploty a času syntézy prekurzorové FeOOH vrstvy. Ve druhém kroku byl zkoumán vliv procesních parametrů na kvalitu povlaku. Morfologie, struktura a složení deponovaných povlaků byly zkoumány pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM), energiově disperzní spektroskopie (EDS) a rentgenovou difrakční spektroskopií (XRD). Na základě těchto analýz bylo provedeno hodnocení kvality povlaků. Na základě výsledků se jako optimální podmínky syntézy vrstvy FeOOH jevil reakční čas 3 h a laboratorní teplota. Pro druhý krok byly zvoleny optimální podmínky: 0,1M koncentrace Mg(NO3)2 a čas syntézy byl 12 h při pH 10 za hydrotermálních podmínek. Korozní odolnost byla zkoumána pomocí potenciodynamických zkoušek v Hankově roztoku. Na základě provedených měření došlo k výraznému zlepšení korozních vlastností v porovnání s nepovlakovanou slitinou AZ31, kdy došlo k poklesu icorr z původních 0,636 Acm-2 na 0,14 Acm-2.
The aim of this diploma thesis was to synthesize MgFe-LDH coatings as a potential corrosion protection for Mg substrates. The theoretical part deals with magnesium and its alloys that can be used not only in biomedicine. Subsequently, the corrosion of Mg substrates and the possibilities of surface treatments in the field of biomedical applications are described, with a focus on coatings based on layered double hydroxides (LDH). These coatings and methods of their preparation are also discussed. The theoretical part concludes with an overview of the studied MgFe-LDH coatings and the parameters of their preparation. In the experimental part, the conditions for the two-step synthesis of MgFe-LDH coatings were studied. In the first step, the influence of pretreatment, followed by the temperature and synthesis time of the precursor FeOOH layer, was studied. In the second step, the influence of process parameters on the quality of the coating was investigated. The morphology, structure, andcomposition of the deposited coatings were examined using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction spectroscopy (XRD). Based on these analyses, the quality of the coatings was evaluated. Based on the results, areaction time of 3 h and laboratory temperature appeared to be the optimal conditions for the synthesis of the FeOOH layer. For the second step, the optimal conditions were selected: 0.1M concentration of Mg(NO3)2 and a synthesis time of 12 h at pH 10 under hydrothermal conditions. Corrosion resistance was investigated using potentiodynamic tests in Hank's solution. Based on the measurements, there was a significant improvement in corrosion properties compared to the uncoated AZ31 alloy, with a decrease icorr from the original 0.636 Acm-2 to 0.14 Acm-2.
Keywords:
AZ31; FeOOH; hydrothermal synthesis; LDH coating; Magnesium alloy; MgFe-LDH; AZ31; FeOOH; Hořčíková slitina; hydrotermální syntéza; LDH povlak; MgFe-LDH
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/251269
guest ::
