Original title: Syntéza duplexních MgAl-LDH vrstev na Mg substrátu s cílem zvýšení jeho korozní odolnosti
Translated title: Synthesis of duplex MgAl-LDH layers on Mg substrate in order to increase its corrosion resistance
Authors: Kubíček, Kryštof ; Doskočil, Leoš (referee) ; Buchtík, Martin (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2025
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato bakalářská práce se zaměřuje na přípravu a hodnocení vrstevnatých podvojných hydroxidů (LDH) na bázi MgAl, aplikovaných na hořčíkové substráty vyrobené práškovou metalurgií. hořčík a jeho slitiny se v posledních letech jeví jako mimořádně slibné materiály pro použití v oblasti biomedicínských implantátů, zejména díky své nízké hustotě, biokompatibilitě, mechanickým vlastnostem podobným lidské kosti a schopnosti biodegradace. Teoretická část práce se věnuje vlastnostem hořčíku a jeho slitin, jejich využití v biomedicíně, mechanismům koroze v tělním prostředí a možnostem povrchové úpravy včetně aplikace vrstevnatých podvojných hydroxidů (LDH), se zvláštním důrazem na jejich strukturu, funkci a způsoby syntézy. Experimentální část se zabývá syntézou a následnou charakterizací LDH povlaků pomocí hydrotermální syntézy s cílem zlepšení korozní odolnosti hořčíku v prostředí simulující tělesné tekutiny. Povrchy vzorků byly charakterizovány metodami rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a z hlediska prvkového složení metodou energiově disperzní spektroskopie (EDS). Bylo zjištěno, že LDH mezivrstva dosahuje tloušťky 0,5 µm a tloušťka duplexní LDH vrstvy dosahuje tloušťky až 1 µm. Nárůst tloušťky LDH vrstvy vedl ke zlepšení korozního chování. Korozní chování bylo vyhodnoceno pomocí potenciodynamické polarizace v Hankově roztoku. Výsledky ukázaly, že aplikací LDH mezivrstvy došlo ke zlepšení korozního chování, kdy došlo k nárůstu potenciálu Ecorr z -1552 mV na -1381 mV a došlo k poklesu korozní proudové hustoty icorr z 55,52 µA·cm-2 na 0,844 µA·cm-2. Následnou depozicí svrchní LDH vrstvy došlo k dalšímu nárůstu Ecorr na -1343 mV za současného poklesu icorr o jeden řád na hodnotu 0,099 µA·cm-2. This bachelor’s thesis focuses on the preparation and evaluation of layered double hydroxides (LDHs) based on MgAl, applied to magnesium substrates produced by powder metallurgy. In recent years, magnesium and its alloys have proven to be highly promising materials for use in biomedical implants, primarily due to their low density, biocompatibility, mechanical properties similar to human bone, and biodegradability. The theoretical part of the thesis is dedicated to the properties of magnesium and its alloys, their use in biomedicine, corrosion mechanisms in physiological environments, and surface treatment options, including the application of LDH coatings—with special emphasis on their structure, function, and synthesis methods. The experimental part deals with the synthesis and subsequent characterization of LDH coatings using the hydrothermal synthesis method, with the aim of improving the corrosion resistance of magnesium in a simulated body fluid environment. The sample surfaces were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and, in terms of elemental composition, by energy-dispersive spectroscopy (EDS). It was found that the intermediate LDH layer reached a thickness of 0.5 µm, while the duplex LDH layer reached up to 1 µm. An increase in the LDH layer thickness led to improved corrosion behavior. Corrosion behavior was evaluated using potentiodynamic polarization in Hank’s solution. The results showed that the application of the intermediate LDH layer improved corrosion resistance, as the corrosion potential (Ecorr) increased from -1552 mV to -1381 mV, and the corrosion current density (icorr) decreased from 55.52 µA·cm to 0.844 µA·cm . Subsequent deposition of the upper LDH layer further increased Ecorr to -1343 mV while simultaneously reducing icorr by an order of magnitude to 0.099 µA·cm .
Keywords: corrosion.; hydrothermal method; Layered double hydroxides; LDH; Mg; powder metallurgy; hydrotermální metoda; koroze.; LDH; Mg; Podvojné vrstevnaté hydroxidy; prášková metalurgie

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/11012/252911

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-681417


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses