柠檬酸和EDTA-2Na对钛合金微弧氧化膜性能的影响

为研究柠檬酸(CA)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)对钛合金微弧氧化膜性能的影响,在含有Ca,P元素的溶液中对钛合金进行微弧氧化处理,对添加配位剂前后陶瓷膜的化学成分、微观形貌、润湿性能和显微硬度进行了研究.结果表明,CA和EDTA-2Na均能促进微弧氧化膜中羟基磷灰石的形成,其中CA使氧化膜中Al的比例降低至2.7%;EDTA-2Na则促进CaTiO3的形成,并使氧化膜表面Ca/P原子百分比提高至1.83.加入上述两种配位剂后,微弧氧化膜均能保持良好的润湿性能.虽然加入配位剂后氧化膜的显微硬度有所下降,但仍接近Ti6Al4V合金基体硬度的2倍.     

微弧氧化和碱处理对钛的细胞粘附和骨植入行为的影响研究

考察了微弧氧化处理和碱处理对钛表面形貌、涂层成分、羟基磷灰石沉积能力、细胞黏附、骨内植入的影响。结果表明,微弧氧化和碱复合处理后的钛表面TiO2薄膜呈现大量裂缝,表现出表面含大量OH-极性基团的纳米多孔网状结构,此微观结构和组成使材料诱导羟基磷灰石生成能力显著,利于成骨细胞黏附及繁殖,无细胞毒性,细胞兼容性好。通过植入兔股骨4和12周体内动物实验组织学切片表明,材料无毒、无刺激性,与周围组织间有良好的组织相容性,该材料植入动物骨环境中可刺激成骨,具有骨传导作用。相比下,微弧氧化和碱复合处理样品的生物相容性较为优异。     

微弧氧化法制备含铈羟基磷灰石生物活性膜层

采用微弧氧化法在含有乙酸钙、β-甘油磷酸钠、硝酸铈的电解液中在纯钛金属表面原位生成了多孔含Ce羟基磷灰石生物涂层.用XRD、SEM、EDS、细胞培养等方法对膜层的厚度、物相、成分组成及生物相容性进行了研究.结果表明膜层粗糙多孔,厚度为15～25μm,与钛基体之间无明显界面;膜层表面主要物相为含Ce的羟基磷灰石;细胞培养结果表明膜层具有良好的生物相容性.     

喷砂酸蚀处理促进Ti6Al7Nb表面钙磷沉积

研究了Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb 3种钛基材料在喷砂酸蚀处理后成骨细胞在其表面生长的生物活性。通过Al2O3喷砂和盐酸、硫酸混合物酸蚀的表面改性方法,在Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb3种钛基材料表面进行喷砂酸蚀处理,通过SEM观察样品的表面形貌,样品的表面呈现出微米级多孔形貌;将样品浸入模拟体液(simulated body fluid,SBF)中浸泡7,14和21 d后通过SEM、X射线衍射仪(XRD)分析样品表面沉积物的形貌、物相,样品浸入SBF 14 d后,Ti6Al7Nb表面最先观察到表面覆盖的羟基磷灰石涂层;样品浸入SBF 21 d后,Ti、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb表面都观察到羟基磷灰石涂层。羟基磷灰石涂层有利于促进钛基植入体与体内骨组织的骨结合,喷砂酸蚀处理的Ti6Al7Nb表现出良好的生物活性。     

Ta和Ag离子双注入Ti6Al4V合金抗Hank's溶液腐蚀性能研究

采用Ta和Ag离子双注入对医用Ti6Al4V合金进行表面改性,以Ta离子1.5×1017 ions/cm2先注入,Ag离子1×1017 ions/cm2后注入合金样品表面.采用动电位极化曲线研究Ta+Ag离子双注入前后Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,利用小角掠射X射线衍射技术研究离子双注入前后Ti6Al4V合金表面物相组成,以X射线光电子能谱技术分析离子双注入样品表面、离子注入合金腐蚀样品表面元素存在的化合态.结果表明,Ta+Ag离子双注入改善了Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,离子双注入合金的腐蚀电流密度与对照样相比降低了94.6％.离子双注入Ti6Al4V合金表面生成的耐蚀合金层、少量单质Ta和Ag、合金表面的氧化物腐蚀阻挡层有利于合金抗Hank’s溶液腐蚀性能的改善.     

Ti6Al4V表面生物陶瓷涂层设计与生物活性研究

设计并制备了适用于Ti6Al4V表面涂覆层的生物陶瓷材料,将烧结后的陶瓷浸入模拟体液中,借助SEM、ICP、FTIR等分析技术研究其生物活性机理,结果表明所研制的陶瓷材料不仅具有和Ti6Al4V相匹配的热膨胀系数,且表面可沉积生成碳酸羟基磷灰石(HCA)具有良好的生物活性.     

双步微弧氧化技术制备纯钛梯度膜层的研究

采用微弧氧化技术,以β-甘油磷酸钠和乙酸钙混合溶液为电解液,对样品进行预微弧氧化-微弧氧化复合工艺制备出含有羟基磷灰石与梯度结构的生物活性功能膜层。采用XRD、SEM、EDS等对膜层的相组成、形貌以及成分结构进行了分析,结果表明,预微弧氧化形成较小孔径结构的致密阻挡层,可以阻止基体金属离子向体内释放;进一步采用微弧氧化技术在预处理的样品表面制备出含羟基磷灰石的多孔生物活性功能膜层,使整个膜层沿垂直基体方向从致密结构的底层向多孔结构的表面层逐渐变化,膜层的成分从生物稳定性的底层向生物活性的表面层梯度变化;膜层表面成分主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2和低结晶程度的羟基磷灰石等相构成,具有梯度结构特征的膜层既保持了膜层的生物活性,又保证了膜层与基体具有高的结合强度。     

Ti6Al4V-TiN和Ti6Al4V-TiN-TiC生物梯度材料的血液相容性评价

采用体外试验法对Ti6Al4V-TiN和Ti6Al4V-TiC生物梯度材料及其它几种常用人工心脏瓣膜材料的体外动态凝血时间、溶血率、血小板消耗率进行了测定,并对这几种材料的血液相容性进行了对比,得到以下结论.(1)以动态凝血时间为指标,有LTI碳＞DLC膜＞TiN＞TiC＞Ti6Al4V.(2)以血小板消耗率为指标,有LTI碳＞DLC膜＞TiN＞Ti6Al4V＞TiC.(3)以溶血率为指标,有LTI碳＞DLC膜＞TiN＞TiC＞Ti6Al4V.     

TiAl合金微弧氧化陶瓷层高温特性的研究

为提高TiAl合金的抗高温氧化性能,采用微弧氧化技术,对TiAl合金表面生成的微弧氧化陶瓷层在高温循环氧化条件下的氧化动力学进行了研究.结果表明,经过微弧氧化处理试样的高温氧化动力学曲线呈抛物线规律,其表面的陶瓷氧化膜具有保护性;微弧氧化后TiAl合金的使用温度可提高到1000 ℃;微弧氧化陶瓷层中的SiO2能有效抑制Al2TiO5在高温下的分解,从而改善了TiAl合金的抗高温氧化性.     

医用钛合金微弧氧化膜的制备及其生物适应性能

在钛及钛合金表面生成羟基磷灰石（HA）来制备生物材料是医学应用中亟待解决的问题。利用微弧氧化工艺在Ti合金表面制备了HA膜,研究了膜层在模拟体液中浸泡前后的形貌、相结构、Ca与P原子分数比,并分析了膜层在模拟体液中的降解和沉淀机制以及浸泡后的耐磨性。结果表明：膜层在模拟体液中随浸泡时间延长而逐渐变厚;浸泡20d后膜层中...     

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。     

铝合金黄色微弧氧化膜的制备及其性能

目前,铝合金微弧氧化膜色泽单一,多为白色,影响了其装饰性和在光学仪器方面的应用.为此,以高锰酸钾为着色剂,通过控制电解液的组成及其浓度,在铝合金表面原位生成了黄色微弧氧化膜.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析、观察了氧化膜层的相结构和表面形貌.结果表明:陶瓷膜层致密,与基体结合紧密;膜层主要组成相为Al,Al2O3,Mn5O8,Mn3O4,MnWO4;黄色陶瓷膜色泽稳定,较铝合金基体腐蚀电位有所提高.     

羟基磷灰石/生物玻璃复合涂层的研究

设计了适合在Ti6Al4V金属基体上制备涂层的生物玻璃，通过电泳沉积以及后续热处理在Ti6Al4V合金上制备了羟基磷灰石／生物玻璃复合涂层，实现了底层致密表层多孔的结构梯度。利用平底锥头法对涂层剪切强度进行了测试；利用SEM观察了其表面形貌；利用EPMA分析了复合涂层断面结构和组成。     

纯钛表面载银微弧氧化陶瓷膜的制备及性能EI北大核心CSCD

将微弧氧化和水热处理相结合,在纯钛表面制备载银微弧氧化陶瓷膜,改善其润湿性及耐蚀性,并赋予抗菌性。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对微弧氧化陶瓷膜层进行表征,通过接触角测试评价膜层亲水性,采用电化学测试对膜层耐蚀性进行评价,抗菌性实验分析膜层抗菌性。结果表明:载银微弧氧化陶瓷膜的表面形貌仍为火山多孔结构,纳米级Ag颗粒均匀分布在微孔周围。载银微弧氧化陶瓷膜的表面主要为TiO2和纳米Ag颗粒。载银微弧氧化陶瓷膜的亲水性比纯钛的亲水性高77.0%,比微弧氧化陶瓷膜的高68.2%。与纯钛相比,载银微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位提高了0.44 V,与微弧氧化相比增加了0.31 V。微弧氧化陶瓷膜的抗菌率为32.2%,载银微弧氧化陶瓷膜的抗菌率大于99.9%。     

微弧氧化合成钛酸钡膜的生物活性

采用微弧氧化技术在钛合金表面制备钛酸钡(BaTiO3)膜;分析极化处理后的BaTiO3膜表面生物活性,并探讨其诱导羟基磷灰石形成的机理。结果表明,BaTiO3膜极化后,在模拟体液中呈现出优于BaTiO3陶瓷块体的磷灰石诱导能力,其诱导磷灰石的能力与其表面的极性、粗糙多孔的表面形态、高的比表面积以及纳米晶特征有关;微弧氧化合成BaTiO3膜的细胞毒性小于等于1级,表示其具有好的生物相容性,且高电压制备的BaTiO3膜细胞增殖率比低电压制备的高。     

纯钛表面载银微弧氧化陶瓷膜的制备及性能

将微弧氧化和水热处理相结合,在纯钛表面制备载银微弧氧化陶瓷膜,改善其润湿性及耐蚀性,并赋予抗菌性。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对微弧氧化陶瓷膜层进行表征,通过接触角测试评价膜层亲水性,采用电化学测试对膜层耐蚀性进行评价,抗菌性实验分析膜层抗菌性。结果表明:载银微弧氧化陶瓷膜的表面形貌仍为火山多孔结构,纳米级Ag颗粒均匀分布在微孔周围。载银微弧氧化陶瓷膜的表面主要为TiO_2和纳米Ag颗粒。载银微弧氧化陶瓷膜的亲水性比纯钛的亲水性高77.0%,比微弧氧化陶瓷膜的高68.2%。与纯钛相比,载银微弧氧化陶瓷膜的自腐蚀电位提高了0.44 V,与微弧氧化相比增加了0.31 V。微弧氧化陶瓷膜的抗菌率为32.2%,载银微弧氧化陶瓷膜的抗菌率大于99.9%。     

医用钛金属表面修饰及性能研究

采用先微弧氧化,再沉积羟基磷灰石的方法,对钛表面进行修饰。研究不同羟基磷灰石浓度、水热温度、水热时间、及冷却时间四种工艺条件下,钛表面形貌特征的变化。扫描电镜结果显示,在羟基磷灰石浓度为27.5 g/L、水热8 h,水热温度180°C情况下,钛金属表面羟基磷灰石均匀沉积;冷却时间延长,钛金属表面羟基磷灰石膜层增厚,粗糙度下降。将人永生化角质形成细胞(HACAT)接种于钛金属表面,采用F-actin染色及CCK-8检测观察细胞形态及增殖能力。共聚焦显微镜观察发现HACAT细胞在修饰后钛片表面增殖较快;CCK-8检测表明早期黏附于修饰后钛片表面的细胞较多(P0.05)。该方法可提高医用钛金属表面活性,增强其与组织的结合能力。     

Ti6Al4V合金表面耐磨涂层的研究进展

评述了Ti6Al4V合金表面耐磨涂层的最新研究进展，特别对新的微弧氧化陶瓷涂层予以关注，并由此提出了深入研究的方向。     

镁合金微弧氧化膜水热处理后的耐蚀性能

目前,对以微弧氧化与水热复合处理镁合金提高其耐蚀性能的研究不多。采用该复合处理技术在AZ31B镁合金上制备了含有钙、磷的复合陶瓷膜层;利用XRD、SEM和EDS表征了陶瓷膜层的组成、微观形貌及元素分布特点;利用Tafel技术评价了陶瓷膜层在模拟体液中的耐蚀性能。结果表明:微弧氧化陶瓷膜层具有多孔结构,晶相物质为氧化镁;水热处理后膜层厚度变化不大,但粗糙度增大,并在表面生成了含有钙、磷的沉积物;水热处理使陶瓷膜层的耐蚀性进一步提高,在水热温度为100℃时,膜层耐蚀性最佳。     

TC4合金表面Y改性铝化物涂层的组织及高温氧化性能北大核心CSCD

为提高TC4合金的抗高温氧化性能。采用在900,940和980℃扩散渗2 h的方法在TC4合金表面制备了Y改性的铝化物渗层,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及能谱仪分析了渗层的结构及相组成,研究了渗层在1000℃时的抗氧化性能,讨论了其氧化机制。结果表明:不同温度所制备的渗层主要组成相均为Al3Ti,此外在900℃制备渗层中含有少量的Al23V6,在940,980℃制备渗层中分别检测到了Al2Ti3及Al2Ti相;渗剂中添加Y能够降低涂层的内应力,抑制渗层中裂纹的产生。940℃共渗2 h制备的Y改性Al化物渗层在1000℃氧化50 h后表面形成了致密的Al2O3氧化膜,显著的提高了TC4合金的抗高温氧化性能。