贫铀表面阴极微弧电沉积氧化铝涂层的研究

以1.0 mol/L Al(NO_3)_3·9H_2O的乙醇溶液为电解液,用阴极微弧电沉积的方法在贫铀表面制备出厚度约为65μm的氧化铝陶瓷涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层的表面和截面形貌,通过X射线衍射仪(XRD)及X射线能量色散谱(EDS)分析了涂层的成分以及相组成,通过电化学综合测试系统分析了涂层的电化学腐蚀性能。结果表明:涂层表面粗糙多孔,与基体呈犬牙咬合状结合;涂层主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成;涂层中含有少量的U元素,表明膜/基界面附近的贫铀基体在微弧放电的作用下也参与了成膜;沉积氧化铝涂层后,样品的腐蚀电流密度降低了2个数量级,耐腐蚀性能得到大幅度提高。     

碳/碳表面改性电沉积工艺制备磷酸钙涂层

碳/碳复合材料具有优良的机械性能,是矫形外科和齿科领域一种很有潜力的医用生物材料.为了使它具有生物活性,本文通过一种施加超声波的新电沉积方法,声电沉积法,在其表面制备了磷酸钙生物活性陶瓷涂层.我们的实验结果表明,通过该工艺可获得致密、结合力改善的磷酸钙生物活性涂层,而且该工艺无需精确控制阴极表面产生的氢气.此外,本工艺还为具有优越力学性质的生物相容性导电材料表面制备生物活性磷酸钙涂层提供了一种新的选择.     

碳/碳表面改性电沉积工艺制备磷酸钙涂层

碳/碳复合材料具有优良的机械性能,是矫形外科和齿科领域一种很有潜力的医用生物材料.为了使它具有生物活性,本文通过一种施加超声波的新电沉积方法,声电沉积法,在其表面制备了磷酸钙生物活性陶瓷涂层.我们的实验结果表明,通过该工艺可获得致密、结合力改善的磷酸钙生物活性涂层,而且该工艺无需精确控制阴极表面产生的氢气.此外,本工艺还为具有优越力学性质的生物相容性导电材料表面制备生物活性磷酸钙涂层提供了一种新的选择.     

脉冲阴极电沉积羟基磷灰石涂层

对脉冲阴极电沉积与恒电位阴极电沉积制备的羟基磷灰石涂层膜进行了对比实验.结果表明:由于脉冲电沉积的一个关断时间使离子得以从溶液本体向电极表面扩散,在下一脉冲来临时浓差极化的减小有利于HAP的生长;在一定的导通时间下,关断时间的延长有利于羟基磷灰石的沉积,但时间的过度延长不利于羟基磷灰石的沉积;当通电时间为5 s时,其最佳关断时间为2 s;沉积时阴极极化的增强虽有利于膜的生长,但极化过于强烈(阴极电位为-1.0 V(vs SCE)时,涂层易脱落.     

炭/炭复合材料声电沉积钙磷生物活性涂层的生长机理

通过声电沉积在炭/炭复合材料表面制备钙磷生物活性涂层,采用SEM（带EDAX）,XDR,FTIR研究电沉积时间对钙磷生物活性涂层的形貌、结构和组成的影响.实验结果表明：沉积初始先在炭/炭表面形成无定形层,片状磷酸氢钙（DCPD）在其表面生长,随着电沉积时间的延长,逐渐向针状的羟基磷灰石Ca10（PO4）6（OH）2（HA）转变,涂层厚度和n（Ca）/n（P）不断增加,涂层的结晶度和电解液的pH值下降.涂层为缺钙磷灰石.同时探讨了在炭/炭复合材料表面钙磷生物活性涂层的生长机理.     

吡咯对电沉积磷酸钙类复合涂层的生长方式的影响

利用电化学沉积的方法，在电解液中加入吡咯，制备了磷酸钙-聚吡咯复合涂层。结果表明：吡咯使涂层的生长方式发生了改变。未加入吡咯获得的单一的磷酸钙沉积陶瓷膜呈现无序排列，叶片状。电解液中加入毗咯后，陶瓷膜层有序排列，呈针状且整个膜层的晶粒增大。红外光谱分析表明，出现了C=C和N—H基团的伸缩振动吸收峰，说明吡咯已经由电解液中转移到涂层中。相分析表明：吡咯的加入并没有改变涂层的相组成，说明整个过程中仅有少量的吡咯进入涂层。     

声电沉积钙磷生物涂层工艺中超声波的作用机理研究

采用声电沉积工艺,在碳/碳复合材料表面制备了生物活性透钙磷石涂层工艺,借助SEM,EDAX,精密天平等分析手段,根据该涂层的沉积动力学规律,探讨了声电沉积工艺中,超声波在钙磷涂层形成中的作用机理.结果表明,在10～18 mA/cm2的范围内,随电流密度增加,透钙磷石涂层内晶粒仍呈片状,但尺寸逐渐减小,沉积速率依次增加;在沉积初期内,透钙磷石涂层沉积过程受扩散过程控制;声电沉积工艺中,超声波引入可导致界面附近扩散层内pH降低以及磷酸钙涂层沉积所需临界电荷密度降低,电流密度与诱导期之间符合Sand关系式.     

阴极微弧电沉积表面处理钛的高温氧化行为

在0.4 mol/l Al(NO3)3乙醇溶液中,采用阴极微弧电沉积方法在纯钛表面制备出80 μm厚的氧化铝涂层.研究了钛及其镀膜样品在973 K的高温氧化行为,并分析了它们恒温氧化后的组织、成分和相组成.结果表明,具有氧化铝涂层的钛在973K的氧化速率降低了4倍,恒温氧化后涂层的形貌和相组成几乎保持不变.涂层/钛界面附近的较薄氧化铝致密层对抑制氧和钛原子的扩散起重要作用.阴极微弧电沉积是提高钛抗氧化性能的有效方法之一.     

吡咯对电沉积磷酸钙类复合涂层的生长方式的影响

利用电化学沉积的方法,在电解液中加入吡咯,制备了磷酸钙-聚吡咯复合涂层.结果表明:吡咯使涂层的生长方式发生了改变.未加入吡咯获得的单一的磷酸钙沉积陶瓷膜呈现无序排列,叶片状.电解液中加入吡咯后,陶瓷膜层有序排列,呈针状且整个膜层的晶粒增大.红外光谱分析表明,出现了C=C和N-H基团的伸缩振动吸收峰,说明吡咯已经由电解液中转移到涂层中.相分析表明:吡咯的加入并没有改变涂层的相组成,说明整个过程中仅有少量的吡咯进入涂层.     

等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层

在Y（NO3）3水溶液中,以Fe25Cr5Al合金为阴极,研究了等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层的规律。研究发现,当施加的槽电压超过临界值时,阴极发生气膜微弧放电,在合金表面沉积出Y2O3陶瓷涂层。研究了施加槽电压、沉积时间、Y（NO3）3浓度对沉积Y2O3陶瓷涂层的影响。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析结果表明,获得的Y2O3陶瓷涂层表面具有熔融的特征,涂层致密与基体结合牢固。探讨了等离子体电解阴极沉积Y2O3涂层的机理。     

阴极等离子电解沉积技术简介及其研究进展

阴极等离子电解沉积是一种将传统电解和等离子体相结合的表面处理与材料制备技术,与传统的表面处理技术相比,该技术在能量消耗、制备速率、沉积层表面致密度、与基体结合力等方面均有大幅度改善,因此备受关注。概述了阴极等离子电解沉积的基本机理,包括电压-电流的演变过程、气体鞘层的形成过程、等离子体的演变规律和金属离子的沉积现象等,在此基础上讲解了阴极等离子电解沉积的技术优势。针对阴极等离子电解沉积过程中复杂的影响因素,分析并探讨了电压、占空比、时间等电参数以及酸含量、添加剂、电解液浓度等溶液参数对阴极等离子电解沉积的影响规律。在此基础上,重点综述了近年来阴极等离子电解沉积在多个领域的研究进展,包括先进陶瓷涂层、金属涂层以及复合涂层的制备,纳米电催化剂、纳米微球、中空微球和石墨烯等功能材料的合成以及渗碳、渗氮等领域的应用等。最后总结并展望了阴极等离子电解沉积在涂层领域的发展方向以及催化剂、石墨烯等其他新型领域的研究前景。     

激光熔覆生物陶瓷涂层艺优选的研究

针对激光熔覆合成生物陶瓷涂层的传热提出了有限元的数理模型,用可选的9种制备工艺进行数值计算,并结合生物材料功能性的要求进行了讨论.计算结果表明激光熔覆TC4基材表面同步原位合成生物陶瓷涂层的最佳激光功率分布密度为12.73～15.27MW/m2,相应地匹配扫描速度为1.05×10-2m/s.实验证明在该工艺条件下,熔化的涂层和基材界面之间在高温下存在物质的相互传输,改变了界面物质的分布状况,使本来性质差异较大的界面材料发生复杂的化学反应,从而使涂层和基材界面达到冶金结合.实验与计算结果一致.     

激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究

利用高功率CO_2激光器在Ti-6Al-4V合金表面制备含有生物活性陶瓷相的梯度生物陶瓷涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等对熔覆层和界面的显微组织、相组成及成分进行分析.结果表明:激光熔覆复合涂层中生成了羟基磷灰石和磷酸三钙等生物活性相,凹凸不平的表面出现网络交错的片状结构和微孔(孔径为0.5～2μm),有利于新骨沿着表面及内部连通微孔攀附生长.涂层与基体界面处存在涂层成分(Ca,P)与基体成分(Ti,Al,V)的互扩散,涂层与基体通过扩散反应形成牢固的冶金结合.残余应力在界面结合区域出现峰值,陶瓷层和过渡层界面附近为221 MPa,涂层与基体界面附近为108 MPa,从涂层到基体残余应力逐渐减小.     

电沉积Ni-Mo-P的工艺与性能研究

采用适宜的溶液组成和工艺条件，能够得到银白色，非晶态Ni-Mo-P合金镀层，研究了不同的工艺条件对镀速和镀层质量的影响，检测了镀层的耐蚀性和显微硬度，得到一些重要结果。     

激光熔覆生物陶瓷涂层的组织结构

借助ＸＲＤ及ＳＥＭ对ＴＣ４钛合金表面激光熔覆陶瓷涂层的组织结构进行了研究。结果表明,该涂层为含ＨＡ等钙磷基复合相结构,其组织具有择优取向,有序分布的胞状微晶特征,晶内局部区域有细小粒状物析出,晶界存在第二相,涂层与基体界面为化学冶金结合。该涂层提高了与自然生物硬组织组织结构特性的相似程度。     

Ni-B合金电沉积工艺性能研究

研究了Ni-B合金电沉积的镀液、镀层性能.阴极极化曲线实验结果表明Ni-B合金电沉积是典型的诱导共沉积类型.镀液稳定性高,镀层硬度高,镀态硬度值可达700～800HV,耐磨性好.镀层具有一定的耐酸能力和很强的耐碱液腐蚀能力.     

燃烧合成陶瓷涂层技术的应用研究与发展趋势

燃烧合成表面涂层技术是一种新兴的表面改性技术,近年来发展迅速,表面涂层技术是获得及提高材料综合性能的重要途径。为实现材料的功能复合等具有重要意义。介绍了燃烧合成陶瓷涂层技术的工艺原理、研究现状与发展趋势及其应用情况。     

电沉积-水热合成法制备的生物陶瓷涂层与基体界面结合强度的研究

采用电沉积水热合成法和高温煅烧相结合的方法，制备了生物陶瓷涂层，研究了涂层与基体间过渡层的物相组成和界面结合强度。用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)和粘接拉伸法进行分析。结果表明：水热合成后，界面结合强度较低，为7．04MPa。在空气中煅烧，700℃以下时，界面出现极薄TiO2层，同时随着煅烧温度的升高，界面结合强度提高；800℃以上时，由于厚而疏松过渡层TiN的出现，界面结合强度反而下降。为获取对骨生长有利的HAP β-Ca3(PO4)2双相结构，且界面结合强度高的涂层材料，将原始试样用NaOH碱液处理并进行电沉积水热合成，在氩气中900℃煅烧后，过渡层为薄且致密的TiO2层，界面结合强度高达22．39MPa。