用微弧氧化法在TC4合金表面制备含钙、铝、磷陶瓷膜陶瓷膜

为提高钛合金的耐海水和生物腐蚀性能,在其表面用微弧氧化法生长一层含钙、铝、磷元素的陶瓷膜.经XRD、能谱、扫描电镜和电子探针测试,发现在钛基体上生长了一层厚约为1 5μm的均匀致密的陶瓷膜,膜中存在磷和铝的晶态,钙以非晶态存在,钙、铝、磷之比约为234;通过循环伏安测试,发现有陶瓷膜层的钛合金的耐腐蚀能力明显增强.     

钙磷含量对TA2医用钛合金微弧氧化膜层的影响

在不同钙磷原子比的硅酸盐电解液中,通过微弧氧化技术在钛合金的表面制备陶瓷膜层,研究了溶液中钙磷原子比对膜层结构和成分的影响,并讨论了膜层形成机理。结果表明,膜层中的元素含量与电解液中的元素含量为非线性关系;钙磷原子比为8时,膜层中的钙磷原子比接近羟基磷灰石。此外,电解液浓度增加增大膜层表面粗糙度。     

电解液钙磷含量对医用TC4钛合金微弧氧化膜的影响

研究钙磷原子比不同时,电解液中乙酸钙和多聚磷酸钠的浓度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜形貌、钙磷原子比及相结构的影响。结果表明:在电解液中Ca、P原子比为1.3~1.8、乙酸钙浓度为20~40 g/L时,可以在钛合金表面制备多微孔结构的陶瓷膜;其表面含有一定比例的钙、磷元素,并可以通过改变电解液的钙磷原子比和乙酸钙与多聚磷酸钠的同比浓度来调整陶瓷膜钙、磷的含量和比例;陶瓷膜主要是由锐钛矿型和金红石型二氧化钛构成,当电解液乙酸钙和多聚磷酸钠的浓度提高时,金红石型二氧化钛比例提高。     

钛生物种植体表面微弧氧化膜制备的电解液研究

为了得到具有生物活性的陶瓷膜,通过研究微弧氧化的工艺条件,得到了适宜于制备钛合金生物活性膜的电解液配方,其中含20g/L Ca(CH3COO)2·H2O(乙酸钙)、9.3g/L Na5P3O10(多聚磷酸钠).结果表明:采用该电解液并在适当的微弧氧化工艺条件下,在钛合金表面制备的陶瓷膜具有多微孔结构,并且与基体结合良好,微孔分布均匀,孔径为几个微米;陶瓷膜表面含有一定比例的钙、磷元素,且钙磷比约为1.69,与羟基磷灰石中的钙磷比相当;陶瓷膜主要是由锐钛矿型和金红石型二氧化钛构成,其中以锐钛矿型二氧化钛为主.这种含有适当钙、磷元素且表层多孔的氧化钛陶瓷膜有利于骨细胞的吸附和结合.     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响

在铝酸钠溶液中,利用微等离子体氧化技术,在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜,研究了陶瓷膜的相组成、形貌和陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响.陶瓷膜由Al2TiO5,α-Al2O3和Rutile TiO2构成;整个膜层由致密层和疏松层组成.陶瓷膜层改善了钛合金与LY12铝合金和H62黄铜的接触腐蚀,陶瓷膜层使得钛合金与LY12铝合金电偶对的电偶电流降低为原来的1/7,使得钛合金与H62黄铜的电偶电流降低为原来的1/2.     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响

在铝酸钠溶液中，利用微等离子体氧化技术，在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜，研究了陶瓷膜的相组成、形貌和陶瓷膜对钛合金接触腐蚀的影响。陶瓷膜由Al2TiO5，α-Al2O3和RutileTiO2构成；整个膜层由致密层和疏松层组成。陶瓷膜层改善了钛合金与LY12铝合金和H62黄铜的接触腐蚀，陶瓷膜层使得钛合金与LY12铝合金电偶对的电偶电流降低为原来的1／7，使得钛合金与H62黄铜的电偶电流降低为原来的1／2。     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的制备及耐蚀性能

利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生成含有钙、磷元素的陶瓷膜层.用SEM、XRD、EDS等研究陶瓷膜微观形貌、相组成及元素含量,利用Tafel和EIS技术来评价陶瓷膜的腐蚀性能.结果表明,所制备的陶瓷膜层成功地引入了钙和磷元素,陶瓷膜层主要由Mg2SiO4和MgO相组成.增加钙盐浓度,可以使膜层内的钙元素含量增多,微孔增加并且出现了微裂纹.电化学测试表明陶瓷膜使得镁合金在0.9%NaCl生理盐水中的耐蚀性提高了1～2个数量级,当钙盐浓度为0.3 g/L时,陶瓷膜层的耐蚀性最好.     

钙磷电解液浓度对纯钛微弧氧化陶瓷膜表面形貌的影响

采用微弧氧化法在不同电解质浓度的钙磷电解液体系中制备了纯钛生物钙磷陶瓷膜。借助SEM、三维视频显微镜分析了膜层表面形貌。研究了电解液钙磷比一定条件下,电解质组成浓度与膜层三维形貌、孔隙率、孔隙密度、孔径尺寸的关系。结果表明,随着电解质浓度增加,陶瓷膜厚度增加,孔隙率、孔径尺寸下降,孔隙密度也呈下降趋势;在低浓度时,陶瓷膜表面多为火山口状多孔结构,在浓度较高时,多为熔融物反复作用形成的多孔结构;NaOH浓度的改变对于陶瓷膜表面影响比较大。     

工艺参数对Q235钢微弧氧化膜层厚度及粗糙度的影响

在硅酸盐体系下,利用微弧氧化方法,在Q235碳钢基体表面原位生长出一层均匀的陶瓷膜层;通过改变电源参数和氧化时间,研究陶瓷膜层厚度和粗糙度的变化规律。结果表明,微弧氧化陶瓷膜层呈现出一种不规则的多孔结构,陶瓷膜层由铁、硅、氧、磷元素组成,且以非晶态的形式存在;陶瓷膜层的厚度和粗糙度均随电源频率和峰值电流密度的提高逐渐变厚,随氧化时间的增长分为两个阶段,呈现出两种线性关系。     

钛合金表面高频感应热梯度新方法制备生物活性钙磷涂层探索

探索了一种新的生物活性钙磷陶瓷制备工艺，即将导电基体置于钙磷溶液中，通过高频感应的方式加热钛合金基体，同时通过设计相应的装置使钛合金附近区域形成温度梯度。这一温度梯度由钛合金基体表面向外逐渐降低，使基体表面形成了有利于钙磷沉积的热力学条件，从而使钙磷生物陶瓷能够在基体表面生长并形成涂层。初步研究结果证实，该工艺可在钛合金上制备出生物活性五水磷酸八钙涂层。     

工艺参数对钛合金微弧氧化钙磷膜层结构和成分的影响

为了提高钛合金的表面生物活性,采用在含有钙磷的电解液中对钛合金进行了微弧氧化,得到了含有钙磷的氧化层.研究了微弧氧化溶液浓度和氧化时间对膜层孔洞的影响,讨论了氧化膜中孔洞的形成和氧化膜生长机制.结果表明,在一定的条件下,电解液浓度的升高使得微弧氧化过程中电流密度相对增大,从而使得膜层孔洞增大.随着微弧氧化处理时间的延长,膜层表面的孔洞逐渐变小,最终封闭;膜层内钙含量随微弧氧化处理时间的延长而逐渐增多;膜层内磷含量先是增加,后有下降趋势.     

微等离子体氧化陶瓷膜对钛合金耐蚀性的影响

在偏铝酸钠溶液中，利用双向脉冲微等离子体氧化技术，在TC4钛合金表面原位生长复合氧化物陶瓷膜．分析表明，陶瓷膜由Al2TiO5、α-Al2O3和金红石型TiO2构成，其中Al2TiO5为主晶相，金红石型TiO2含量由膜外层向内层逐渐增多，而α-Al2O3含量由外向内逐渐减少；整个膜层分为致密层和疏松层两部分．陶瓷膜提高了钛合金的耐盐酸和硫酸腐蚀性能．微等离子体氧化陶瓷膜使得钛合金的耐点蚀性能明显提高，同时使TCA钛合金与LY12铝合金之间的电偶腐蚀得到改善．     

纯钛表面微弧氧化多孔陶瓷膜的结构特性

采用微弧氧化处理技术和电解液成分的优化设计,在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合陶瓷膜,并考察了陶瓷膜的表面形貌、截面形貌、化学成分、物相构成、生物活性及其与基体的结合强度等特性。研究结果表明:纯钛表面微弧氧化后形成了凹凸不平的多孔陶瓷膜,整个膜层分为表层疏松层、中间过渡层和内部致密层三个区域,总厚度为25～40μm,膜层与基体的界面呈"锯齿状"紧密结合。膜层主要由金红石相TiO2和锐钛矿相TiO2构成;膜层中含有Ca,P,O,Ti四种元素,其钙磷比ω(Ca)∶ω(P)为1.528;膜层中的Ti,Ca,P元素呈梯度分布,由表及里Ti含量逐渐增多,Ca和P含量逐渐减少,O元素分布比较均匀。含钙磷多孔复合陶瓷膜具有良好的生物活性,样品经碱液处理后再在快速钙化溶液(FCS)中浸泡4d即有羟基磷灰石(HA)形成;膜层与基体具有高的结合强度,在450V和600Hz时膜层的临界载荷值高达29.5N。     

用于制备纯钛表面新型PEO 陶瓷膜最佳电解液配方研究

    为筛选出最佳的含硅电解液配方,配制了4种不同的含钙、磷、硅的电解液;对比研究了不同溶液中,等离子火花放电现象以及所制备PEO陶瓷膜的厚度、微观形貌、元素及相组成.结果表明,在4种电解液中,溶液D中制备的氧化膜生长速度较快,且膜层表观均匀光滑;该氧化膜表面孔隙率较高且微孔大小均匀一致;在膜层D中均具有较高的生物活性元素钙、磷、硅.因此,溶液D成为制备含硅生物活性PEO陶瓷膜的最佳电解液配方.     

纯铝焊接接头微弧氧化研究

在硅酸钠和含氟添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化的方法在工业纯铝及其氩弧焊接接头表面均匀生长了一层陶瓷膜。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了铝基体和焊接区表面陶瓷膜的形貌和相组成;探讨了硅酸钠的浓度对陶瓷膜厚度及粗糙度的影响。结果表明:铝基体及焊接区陶瓷膜的厚度及粗糙度均随着硅酸钠浓度的增大而增加,焊区膜厚及粗糙度小于基体金属。铝基体和焊缝区的微弧氧化膜特性几乎相同,陶瓷膜都是由α-Al2O3、γ-Al2O3组成。和基体金属相比,焊区陶瓷膜对应的气孔小些,且相对光滑、均匀。     

电解液成分对TA1纯钛等离子电解氧化陶瓷膜生长与组织的影响

钛合金长期植入体内依然存在磨损和腐蚀的问题,因此钛合金表面改性的目的就是提高其表面耐蚀性、耐磨性并赋予生物活性.本文在3种不同的电解液中,采用等离子电解氧化技术在TA1纯钛表面制备含有Ca、P的氧化钛多孔复合陶瓷层.研究了不同电解液中,改变工艺参数对纯钛表面陶瓷层平均厚度和生长机制的影响.采用扫描电镜和能谱分析了电流密度改变时,3种不同电解液中生成复合陶瓷膜的表截面形貌以及成分.结果表明,相同的电流密度,在电解液B中,陶瓷膜初始击穿电位最大,电解液C中陶瓷膜初始击穿电位值最小.正向电流为16 A/dm2时,在电解液A中陶瓷膜表面出现粉末状团聚物,在电解液B和C中,没有粉末状团聚物出现.无论是工艺参数还是电解液成分,对纯钛生物陶瓷膜的生长过程与组织结构都产生很大的影响,适当控制可制备所需的功能陶瓷膜.     

多孔ZrO2/HA医用钛合金微弧氧化复合陶瓷膜层生物力学性能研究

为了获得具有生物力学性能的陶瓷膜层材料并满足临床医学上的需要。以Ti6Al4V钛合金为基体材料,通过微弧氧化工艺方法在电解液中制备氧化锆和羟基磷灰石复合陶瓷膜层材料。利用能谱分析仪和扫描电镜分析膜层结构特点。建立并改进了多孔性膜层力学性能数学模型,利用理论计算与实验测试相结合的方法对膜层相关生物力学性能进行了研究。实验结果表明,氧化锆/羟基磷灰石医用钛合金复合陶瓷能够取得比单一的羟基磷灰石陶瓷膜层更好的生物力学性能。生物陶瓷力学性能与孔隙率及生成的新相有关,通过实验与理论模型相结合的方法能够更好的对生物陶瓷膜层力学性能进行研究,所建立数学模型科学合理,具有一定理论意义。     

AZ91D镁合金微弧氧化涂层制备及其耐蚀性研究

采用不同的电解液配方对AZ91D镁合金表面微弧氧化原位生长一层陶瓷膜层,并利用电化学方法测试了陶瓷膜层的极化曲线,用扫描电镜(SEM)分析陶瓷膜层的形貌结构,通过XRD分析了膜层相组成.结果 表明:在恒流条件下,AZ91D镁合金表面获得致密光滑的陶瓷膜层,陶瓷膜层中的微孔在微弧氧化过程中得以封闭,膜层耐蚀性提高;K2T...     

重铬酸钾对钛合金表面微等离子体氧化陶瓷膜

在钛合金表面用微等离子体氧化能产生一层陶瓷膜.将重铬酸钾引入磷酸盐电解液将使钛合金微等离子体氧化过程的槽电压升高,经对所得微等离子体氧化陶瓷膜表面和截面进行扫描电镜(SEM)形貌观察,发现重铬酸钾的加入使陶瓷膜的致密性增加.XRD分析表明,不同电解液中所得膜层都是以锐钛矿型TiO2为主晶相,同时还含有少量的金红石型TiO2,重铬酸钾的加入使锐钛矿型TiO2的含量增加.对膜层进行电偶电流和循环伏安测试表明,重铬酸钾的加入使所得的膜层对金属的接触腐蚀降低,抗点腐蚀能力大大提高.     

重铬酸钾对钛合金表面微等离子体氧化陶瓷膜结构和耐蚀性的影响

在钛合金表面用微等离子体氧化能产生一层陶瓷膜,将重铬酸钾引入磷酸盐电解液将使钛合金微等离子体氧化过程的槽电压升高,经对所得微等离子体氧化陶瓷膜表面和截面进行扫描电镜（SEM）形貌观察,发现重铬酸钾的加入使陶瓷膜的致密性增加,XRD分析表明,不同电解液中所得膜层都是以锐钛矿型TiO2为主晶相,同时还含有少量的金红石型TiO2,重铬酸钾的加入使锐钛矿型TiO2的含量增加,对膜层进行电偶电流和循环伏安测试表明,重铬酸钾的加入使所得的膜层对金属的接触腐蚀降低,抗点腐蚀能力大大提高。