羟基磷灰石/TiO_2复合涂层在模拟脑脊液中生物相容性(英文)

应用阳极氧化法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)表面制备了多孔TiO2涂层,在TiO2涂层表面电沉积制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/TiO2复合涂层,用实验用人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid,ACSF)体液模拟人体的脑脊液,以TC4和TiO2涂层为对比,研究了HA/TiO2涂层在浸泡过程中发生的物理化学变化,考察了HA/TiO2复合涂层抑制钛合金中元素Al和V的析出情况。结果表明:3种样品随浸泡时间的延长遵循的生长规律为:HA成核→HA晶粒长大→HA晶粒相互团簇形成一体→涂层逐渐扩大覆盖到整个基体表面;TC4,TiO2以及HA/TiO2涂层在ACSF中都能够诱导HA的生成,表现出了良好的生物活性。检测浸泡后溶液中Al和V的浓度可知,阳极氧化法制备的TiO2涂层对于Al,V元素的析出起到了一定的抑制作用,能够进一步提高钛合金的生物相容性。     

镁合金表面Ni-P/Cu-Zn超疏水复合涂层制备及耐蚀性研究

本文主要研究了镁合金表面Ni-P/Cu-Zn超疏水复合涂层的制备和耐蚀性.复合涂层通过化学镀镍磷、电镀铜锌合金、阳极氧化、表面修饰后获得,化学镀Ni-P层为内层,电镀Cu-Zn层为中间层,超疏水层为外层.对复合涂层的结构和性能进行了表征.实验结果表明,复合涂层与基底结合力强,无鼓泡脱落现象,涂层厚度约为34μm.Ni-P/Cu-Zn涂层氧化后表面形成微纳米结构,用十八烷基硫醇修饰后的涂层具有优良的超疏水性,水的表面接触角约为155°,涂层的自腐蚀电流密度相对于未修饰涂层和基底下降1～2个数量级,阻抗大幅提升,说明涂层具有很好的耐蚀性,能够为镁合金提供较好的保护.     

镁合金微弧氧化膜在Na2SO4溶液中的腐蚀行为

在硅酸盐电解液中,采用微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)技术在镁合金AZ91D表面制备了MAO陶瓷膜。利用电化学方法,结合扫描电子显微镜、X射线衍射等手段研究了该MAO膜层在0.1mol/L Na2SO4溶液及其与不同浓度的NaCl混合液中的腐蚀行为。结果表明:镁合金AZ91D表面的MAO膜在Na2SO4溶液中具有较好的耐蚀性;在0.1mol/L Na2SO4+NaCl混合液中,随着添加的Cl-浓度增加,MAO膜层腐蚀速率增加;浸泡初期MAO膜为全面腐蚀,120 h后浸泡在0.1 mol/L Na2SO4+3.5%NaCl混合液中的试样出现点蚀孔。腐蚀产物为Mg4(OH)6SO4.8H2O、MgSO4和Mg(OH)2,当有Cl-存在的溶液中,腐蚀产物还有MgCl2.2H2O出现。     

羟基磷灰石/TiO2复合涂层在模拟脑脊液中生物相容性（英文）

应用阳极氧化法在Ti-6Al-4V钛合金（TC4）表面制备了多孔TiO2涂层,在TiO2涂层表面电沉积制备了羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）/TiO2复合涂层,用实验用人工脑脊液（artificial cerebrospinal fluid,ACSF）体液模拟人体的脑脊液,以TC4和TiO2涂层为对比,研究了HA/TiO2涂层在浸泡过程中发生的物理化学变化,考察了HA/TiO2复合涂层抑制钛合金中元素Al和V的析出情况。结果表明：3种样品随浸泡时间的延长遵循的生长规律为：HA成核→HA晶粒长大→HA晶粒相互团簇形成一体→涂层逐渐扩大覆盖到整个基体表面;TC4,TiO2以及HA/TiO2涂层在ACSF中都能够诱导HA的生成,表现出了良好的生物活性。检测浸泡后溶液中Al和V的浓度可知,阳极氧化法制备的TiO2涂层对于Al,V元素的析出起到了一定的抑制作用,能够进一步提高钛合金的生物相容性。

Abstract：

Porous TiO2 coating was prepared on Ti-6Al-4V titanium alloy （TC4） substrate by the potentiostatic anodic oxidation method,and hydroxyapatite （HA） coating was prepared on the surface of TiO2 coating by the electrodeposition method to form HA/TiO2 composite coating. By using artificial cerebrospinal fluid （ACSF） to simulate human cerebrospinal fluid,the physicochemical changes of the HA/TiO2 coatings when soaked in ACSF were studied and compared with TC4 and TiO2 coating. Its inhabitation effects on Al and V were also studied. The results show that these three samples follow such a growth pattern：HA nucleation forma-tion,crystal growth,agglomeration,coatings formation. The bioactivity of TC4,TiO2 coating and TiO2/HA composite coating can be induced by the formation of HA in ACSF. According to the concentration of Al and V in ACSF,the TiO2 coating formed by anodic oxidation could inhibit the element precipitation more or less,and enhance the biocompatibility of titanium alloy.     

铝基微纳米结构超疏水表面制备及其防冰/霜性能

[目的]在铝上构建具有粗糙微纳米结构的超疏水表面,可赋予其良好的防冰/霜性能。但在实际应用中铝的超疏水性会逐渐变差甚至失效,微纳米结构的稳定性是影响疏水耐久性的主要因素之一。[方法]先通过二次阳极氧化在铝表面制备纳米多孔结构,再用不锈钢筛网模板压印的方法在铝表面获得微米级结构,扩孔处理后采用低表面能物质(如三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷)进行修饰,最终获得了微纳米结构的铝基超疏水表面(标记为MN-SHS),并就其表面形貌、水接触角、液滴粘附性、防冰/霜性能和耐久性与只进行二次阳极氧化的铝试样和进行二次阳极氧化+扩孔的铝试样作对比。[结果]MN-SHS样品表面的水接触角达到164°,液滴粘附性低,防冰/霜性能和耐久性最优。[结论]采用阳极氧化结合微米压印技术可制得具有微纳米复合结构的铝基超疏水表面,在防冰/霜方面具有很好的应用前景。     

钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性

采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂Si O₂颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明：超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^-8 A/cm²,较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm²、3000Ω·cm²,表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。     

碳钢表面TiO2涂层耐蚀性和耐高温氧化性的研究

用溶胶 -凝胶法在碳钢表面制备TiO2 涂层。考察了络合物类型及其用量、水与乙醇用量对涂层耐蚀性( 10 %H2 SO4介质 )和耐高温 ( 65 0℃ )氧化性的影响。用正交设计法优选出涂层溶胶的组成与配比。结果为乙醇∶络合物M∶水∶钛酸丁酯 =47∶0 75∶3∶1,涂层的腐蚀速率和氧化速率分别为 1 480g/ (m2 ·h)和 6 610 (g/m2 ·h)     

钛合金搪瓷涂层的制备与性能研究

在钛合金表面制备搪瓷涂层,并对其性能进行了研究。结果表明,搪瓷涂层具有较好的抗高温氧化性及抗热震性,能有效提高钛合金的抗腐蚀能力,使其在700°C熔融盐(Na2SO4+NaCl)浸没100h而免遭腐蚀。     

阳极氧化二氧化钛纳米管涂层地热水腐蚀和沉积特性

拟采用金属二次阳极氧化等表面工程技术抑制地热水的腐蚀和结垢现象。在纯钛和钛合金(Ti-6Al-4V)板基底上采用二次阳极氧化法制备了二氧化钛微纳米管阵列涂层,探讨了制备工艺参数对涂层结构的影响,并进一步采用浸渍法对涂层进行了超疏水化处理。通过场发射环境扫描电镜表征了涂层的微观结构形貌。应用视频光学接触角测量仪检测了涂层表面的静态接触角,估算了表面自由能。对涂层的粗糙度也进行了测量。采用静态浸渍法评估了涂层的防垢性能。采用电化学线性极化曲线法研究了涂层在地热水中的耐腐蚀效果。结果表明,在钛及钛合金基底上,采用二次阳极氧化和浸渍工艺,可以制得具有规整二氧化钛微纳米管阵列结构和较低表面能的功能涂层;该涂层与基底相比,在地热水中的耐腐蚀性能得以提高;在碳酸钙饱和溶液中的污垢沉积速率降低约15%。同时,涂层与基底有较好的结合性能,疏水涂层经历多次胶带剥离和砂纸磨损实验后,依然保持着较高的疏水性。     

Cr元素对工业环境用钢耐蚀性的影响

本文通过浸泡实验模拟工业环境,研究了Cr元素对工业环境用低合金钢耐蚀性影响.腐蚀失重结果表明,在Na2SO4质量分数为0.2％的水溶液中,三种含Cr低合金钢的腐蚀速率随腐蚀时间增加而降低,并且随Cr元素含量的增加,每个周期下的腐蚀速率都明显降低.浸泡后的电化学测试结果表明,Cr元素在低合金钢不同腐蚀周期内的作用不同,腐蚀初期(4 h),Cr元素降低了腐蚀阳极及阴极电流密度;腐蚀中期(54 h)Cr元素形成保护性好的腐蚀产物膜,提高了钢的耐蚀性,使钢的阳极电流密度的降低;腐蚀后期(104 h)Cr通过稳定腐蚀产物成分抑制了腐蚀阴极过程,降低了阴极电流密度.