钛及钛合金表面强化技术

介绍了钛及钛合金的表面强化处理技术,综合评述了钛及钛合金表面氮化、渗碳和激光熔覆技术的发展现状.根据目前的研究趋势指出:今后对钛及钛合金表面强化处理技术,应结合各种工艺技术的特点制备多层复合涂层,以及涂层+渗层的思想进行研究.作者认为,降低表面改性层处理成本,使表面处理工艺更加简单,同时综合多种表面处理技术的优点,提高表面改性层的综合性能是钛及钛合金表面强化技术今后的研究方向.     

生物医用多孔钛及钛合金的研究进展

多孔钛和钛合金因具有优异的生物相容性、与人骨力学性能匹配良好、可作为植入物材料的优点,而引起了广泛关注。介绍了医用多孔钛及钛合金的产生背景,综述了近几年国内外对生物医用多孔钛及钛合金的制备方法、微结构特征与性能的关系、表面处理的研究进展,并展望了生物医用多孔材料的发展。     

纯钛表面处理及其耐腐蚀性和润湿性研究

探讨不同酸蚀条件对纯钛片的腐蚀速率、润湿性的影响及其腐蚀机理,旨在为纯钛表面改性及临床应用提供实验和理论依据。采用不同类型的弱酸酸蚀体系对经抛光的纯钛片进行表面处理;视频光学接触角测量仪、扫描电子显微镜和表面粗糙度仪考察所得钛片表面性能,并分析其与润湿性关系。实验表明,接触角不断增大的同时,腐蚀速率逐渐减小。纯钛片表面的润湿性主要取决于表面形成的特殊形貌和表面基团,与表面粗糙度无直接关系。     

生物医用多孔钛的表面仿生处理研究进展

介绍了钛作为生物医用材料的研究现状.针对多孔钛的结构特点,综述了当前生物医用材料的各种表面活化方法,如溶胶-凝胶法、预钙化处理法、碱热处理法、酸碱两步法等,总结了当前多孔钛表面改性和骨诱导机理的研究现状.     

化学处理制备多孔钛表面磷灰石涂层

本文中采用化学方法制备多孔钛表面磷灰石涂层。多孔钛样品经HCl H2SO4混合溶液及NaOH水溶液处理后，表面形成氧化钛及钛酸钠层。在过饱和Ca—P溶液中浸泡一段时间，磷灰石涂层沉积到多孔钛的表面。涂层由片状的垂直于金属表面的磷灰石和OCP结晶组成，不含CO3基团。涂层的Ca／P比约为1．46左右，小于羟基磷灰石的Ca／P化学计量比。涂层厚度约50μm，涂层后多孔钛的最大孔径约为150μm，可以满足临床使用要求。     

钛及钛合金表面微弧氧化技术及应用

微弧氧化(MAO)技术不从外部引入陶瓷物料,而是直接在基体金属表面"原位(In-Situ)"氧化烧结获得氧化物陶瓷层,具有膜层致密性高、与基体结合力强等特点.综述了钛(Ti)及钛合金MAO技术的工艺过程、形成机理、影响因素以及应用领域,简介了采用MAO制备TiO2复合薄膜及其在光催化方面应用的研究结果,以期进一步推动钛合金MAO技术的发展和应用.     

钛及其合金的表面处理技术

金属钛比重小、比强度大、耐热性和耐蚀性强,从综合性能来看,是一种最高级的结构材料。因此,它在宇航工业、石油化学工业和原子能发电等高技术产业中的应用越来越广泛。但是,纯钛和钛合金所存在的缺点——耐磨性差、容易发热胶着、容易发生     

医用钛及钛合金表面改性技术的研究进展

随着现代医学和材料科学的快速发展,植介入治疗技术在临床的应用越来越广泛。作为植入医疗器械的重要材料,医用钛及钛合金已广泛应用于骨科、口腔科等临床医学领域。然而,钛元素活泼的化学特点使得医用钛及钛合金的表面极易形成一层惰性的钝化膜,虽然具有优异的耐蚀性能,但是其表面不具有生物活性,从而影响了植入器械与软硬组织的结合。此外,医用钛及钛合金作为关节器械,其在体液环境下的摩擦磨损性能不佳,磨损情况下的腐蚀也不理想,因此亟需有效的改性技术来改善医用钛及钛合金的表面性能。基于此,本文针对近期开展的医用钛及钛合金表面改性技术研究,综述了物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入、激光熔覆、溶胶-凝胶合成等表面改性手段在改善医用钛及钛合金表面性能的研究现状,并对医用钛及钛合金表面改性技术的研究进行了展望。     

钛合金微弧氧化膜的性能探讨

钛合金微弧氧化膜具有优良的综合性能,但过去的研究多针对Ti6Al4V及医用纯钛,且电解液常用硅酸盐和磷酸二氢盐体系,不够全面、系统。为此,以磷酸盐溶液体系在船用TA2表面制备了陶瓷微弧涂层。采用SEM、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对陶瓷膜的表面形貌、截面形貌、氧化层厚度、相结构和显微硬度进行了观察测试,用电子万能材料试验机和数字万用表测定了膜层的结合强度和绝缘性,并用盐雾试验机考察了涂层的耐蚀性。结果表明:随氧化时间的延长,膜层厚度不断增加,氧化60min后膜层厚度可达到20μm以上;陶瓷层主要由金红石TiO2相和锐钛矿TiO2相构成,膜基结合强度达到30MPa以上,膜层绝缘性和耐蚀性良好。     

铝合金表面钛/锆/钒复合转化膜的自愈性研究

为了研究钛/锆/钒复合转化膜的自愈性,运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱分析仪(XPS)分析了钛/锆/钒复合转化膜的微观形貌、成分与结构,借助扫描电化学工作站观察了膜层的自愈现象,通过划痕试验结合扫描电子显微镜(SEM)验证了膜层的自愈性,分析了钛/锆/钒复合转化膜自愈过程中的物质迁移现象.研究结果表明:钛/锆/钒复合转化膜结构复杂,膜层中的金属氧化物在第二相上优先形核,随后氟化物、金属有机配合物通过静电吸附作用沉积.膜层具有一定的自愈性,自愈现象与膜层中的金属氟化物和有机配合物的扩散有关.     

Production of Tricalcium Phosphate/Titanium Dioxide Coating Surface on Titanium Substrates

A new method for the production of the coating surface consisting of tricalcium phosphate (TCP) and titanium dioxide (TiO2) on titanium (Ti) substrates by using electrophoretic deposition (EPD) method has been developed.Crack occurrence on coating surface and hydroxyapatite (HA) decomposition into TCP,which are commonly encountered in EPD method,were used as an advantage in this study.HA nano-powders synthesized by acid-base method were used as the coating material.They were deposited on Ti substrates with ...     

钛合金表面Ni-P-PTFE自润滑复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

为提高钛合金零部件的使用寿命,以传统的化学镀Ni-P合金工艺为基础,通过添加PTFE粒子使其均匀分布在Ni-P合金镀层中,在钛合金基体上制备了具有耐磨、减摩性能的自润滑复合镀层;分析了PTFE乳液浓度、表面活性剂浓度等参数对复合镀层中PTFE微粒子含量的影响规律;采用SEM、EDS和XRD等手段对复合镀层的微观形貌、相结构和成分进行了分析;研究了不同PTFE含量复合镀层及钛合金基体在相同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:Ni-P-PTFE复合镀层具有良好的减摩耐磨性能,当膜层中PTFE微粒子的含量为20.4%(体积分数)时,钛合金表面的摩擦系数降至0.2左右,而磨损量也显著减小。     

Laser Surface Alloying of (Pre-placed) SiC and Ni-SiC Coating on Commercially Pure Titanium

Results of laser alloying of 100% SiC and 50% Ni + 50% SiC on commercially pure titanium were presented in this investigation. The high hardness Hv800-1200 obtained at 100% SiC and 50% Ni + 50% SiC alloying conditions were due to the presence of various intermetallic phases such as TiC, TiSi, Ti₅Si₃ and NiTi₂. These intermetallic phases present in the laser alloyed surface were validated by EDXRD analysis and the diffusion of Ni, Si, C in titanium responsible for these phase formations was identified by SIMS study. The alloyed layer microstructure consists of dendrites and its density level depends on laser processing conditions. At low level power density the alloyed layer depth was about 0.5 mm with a constant hardness level, whereas at higher level powerdensity the depth of alloyed layer touched a maximum of 1.6 mm with large fluctuation in hardness.     

Transmission Electron Microscopy Study of the Infrared Brazed High-strength Titanium Alloy

The transmission electron microscopy was employed to investigate the microstructure of infrared brazed highstrength Ti alloy using the Ti-15Cu-15Ni filler metal. Coarse primary Ti2Ni and transformed β-Ti are observed in the 300 s brazed specimen. Blocky Ti2Ni and eutectoid Ti2Cu intermetallics are disappeared from the joint with increasing the brazing time to 1800 s. Both acicular α-Ti and retained β-Ti dominate the entire brazed joint.     

钛合金表面微弧氧化膜层磨损性能研究

采用微弧氧化技术,以硅酸钠、磷酸钠溶液为电解液,在TC4钛合金表面制备出高硬度、高耐磨的微弧氧化膜层.用扫描电镜观测了膜层的显微结构,用X射线衍射分析其相组成,并对膜层进行了耐磨损和摩擦学性能实验.结果表明,膜层由过渡层、致密层和疏松层3层组成.其相组成主相为Al2TiO5,其次为Al2SiO5,并含有少量无定型SiO2.膜层的维氏硬度为8 470 MPa,是基体硬度的2倍多.采用45#钢作对磨副,载荷为5 kg,磨损时间20 min条件下,膜层的失重为0.25 mg,仅为基体的8%左右.     

不同电解液组成对TiO2纳米管形成的影响

电解液在阳极氧化中发挥着重要作用,对TiO2纳米管的形成与否,形成后管的成分、形貌都有着很大的影响.本实验采用了恒压阳极氧化方式,分别以HF(0.5wt%),(NH4)2SO4 HF(0.5wt%),(NH4)H2PO4 HF(0.5wt%),NaNO3 HF(0.5wt%)为电解液,在钛箔表面获得多孔TiO2膜.用FESEM观察了多孔膜的形貌并用EDX和XPS能谱对膜表面成分和构成进行测试分析.实验结果表明:在单一的HF酸电解液中加入(NH4)2SO4或(NH4)H2PO4后,阳极氧化生成的膜孔径明显减小,并且膜表面形态较差.加入NaNO3后,对膜的形貌影响不是很大.由EDX和XPS能谱分析得出,阴离子中的大部分非金属元素较难进入膜表面,而氮元素却很容易掺杂进入膜的表面形成N-Ti-O结构,从而影响膜的成分构成.这表明本实验利用简单电化学方法实现了N的掺杂.通过XRD测试得出,含不同阴离子的电解液对TiO2膜的晶型转变温度影响不大.     

船用Ti-75合金表面微弧氧化研究

采用微弧氧化在船用Ti-75合金表面合成了氧化膜。研究了不同浓度弱酸性的磷酸盐电解液的微弧氧化膜微观结构和显微硬度。结果表明,Ti-75合金微弧氧化膜宏观表面均匀致密,微观呈多孔结构,且氧化膜中明显引入了电解液中的成分,该膜层具有足够的厚度、绝缘电阻,显微硬度明显高于基体的,是提高船用Ti-75合金绝缘性能及抗磨损性能的一种较好的表面处理方法。     

热镀纯锌、锌铁合金及锌铝镁镀层的耐蚀性分析

为明确热镀纯锌板、锌铁合金板、锌铝镁板之间的相对耐蚀性,供后续切换锌铝镁板提供数据参考,采用SEM观察了 3种镀层截面微观形貌以及磷化后表面微观特征,通过中性盐雾试验对比了不同种类镀层钢板、同种镀层不同镀层质量钢板试验后的失重情况以及平均腐蚀速率.结果表明:磷化后的锌铁合金板耐蚀性与纯锌板相当,锌铝镁板具有最好的耐蚀性...