表面氧化对TiNi形状记忆合金耐腐蚀性能的影响

本文用腐蚀的方法,研究了表面氧化对TiNi形状记忆合金耐腐蚀性能的影响。由于经过表面氧化处理的合金耐蚀性与其表面的氧化膜密切相关,而要获得致密的氧化膜,则关系到Ti、Ni两元素的扩散、氧化,以及氧化膜的生长条件,生长速度等等,所以随着氧化温度、氧化时间、材料本身的表面光洁度、氧化速度等几个影响因素的改变,合金耐蚀性也随之变化。经过实验比较,认为可以采用500℃保温1小时,在不影响合金的形状记忆效应的前提下,以提高表面光洁度、调节真空度来控制试样的氧化速度的表面处理方式,获得质量较好、致密的氧化膜,从而抑制有毒Ni离子的释放,显著地提高TiNi合金的耐腐蚀性能和生物相容性。     

TiNi-Pd形状记忆合金的高温氧化

使用X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针微区分析仪等设备研究了TiNi，TiNiPd以及TiNiPd(Ce)三种TiNi-Pd形状记忆合金的高温氧化问题。合金在氧化之后产生多层的氧化膜，其最外层都是由金红石(TiO2)组成。二元合金TiNi的氧化膜呈现明显的两层，而TiNiPd合金的氧化膜则为四层。加稀土的TiNiPd(Ce)合金的氧化膜呈现出多层的结构，可分为五层。提出TiNiO3和Ti4Pd2O在氧化过程中充当了离子交换的媒介。试验显示，氧化后TiNi合金中钛的成分损失不大；而TiNiPd和TiNiPd(Ce)合金氧化后，钛的成分减少很多，显微硬度从合金表面到内部呈线性降低。     

医用TiNi合金表面等离子体沉积梯度DLC膜及抗腐蚀性能

采用双放电腔MW-ECR等离子体源增强磁控溅射和沉积技术,在TiNi合金表面成功地镀制了梯度DLC膜.拉曼光谱分析表明实验获得的薄膜是典型的DLC膜,其结构受梯度层工艺影响.采用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,结果显示其表面较为平整.在Troyde's模拟体液中的电化学腐蚀实验结果说明,梯度DLC膜显著地增强了TiNi合金基体的抗腐蚀能力.从示差扫描量热仪(DSC)结果看到表面改性没有明显影响TiNi合金基体的使用性能.     

氧化处理TiNi合金薄膜的摩擦性能及其对滚动直线导轨滚道的防护

针对机床导轨类曲面,通过表面镀制TiNi合金薄膜来提高其耐磨性。TiNi晶态薄膜在干摩擦下虽具有优异的耐磨性,有效降低粘着磨损,但TiNi薄膜的摩擦系数偏大,一般在0.4~0.6的范围内。本文采用两种不同氧化处理工艺实现TiNi薄膜的氧化处理,利用球-盘式摩擦实验机考察了干摩擦条件下氧化处理后TiNi薄膜的摩擦学性能,并对镀膜滚动直线导轨滚道的防护性能作了初步研究。结果表明:两种表面氧化处理后的TiNi薄膜在干摩擦条件下均有明显的减摩耐磨效应;表面氧化处理后TiNi薄膜的摩擦系数均稳定在0.17~0.19,比未氧化处理的TiNi薄膜摩擦系数低60%左右;加热氧化处理的TiNi薄膜表面只出现了微压痕,未见粘着及薄膜剥落,而阳极氧化处理TiNi薄膜出现轻微的粘着痕迹,转移膜呈现片状。两种氧化处理的TiNi薄膜都能显著降低表面磨损,但加热氧化处理后TiNi薄膜的耐磨性能优于阳极氧化;加热氧化处理后的镀膜导轨具有良好的耐磨性,减轻了滚动直线导轨滚道的损伤。     

建筑铝型材表面氧化膜的制备及其性能

目前,有关阳极氧化工艺参数对铝合金型材表面氧化膜的组织及性能影响的系统研究不多。对建筑用2024铝合金、7075铝合金和6063铝合金进行了表面阳极氧化改性处理,研究了阳极氧化时间、电流密度和冰乙酸添加量对表面氧化膜层的生长行为、表面形貌、膜厚、显微硬度和弹性模量的影响,并分析了其作用机理。结果表明,2024铝合金和7075铝合金表面氧化膜中都存在显微孔洞缺陷,而6063铝合金表面氧化膜较为致密均匀,没有显微孔洞缺陷存在;相同工艺条件下6063铝合金表面氧化膜的生长速度最快,其次为7075铝合金,2024铝合金表层氧化膜生长速度最慢;相同工艺条件下3种合金表面氧化膜显微硬度从小至大依次为:2024铝合金7075铝合金6063铝合金;3种合金氧化膜层的弹性模量从小至大依次为:2024铝合金7075铝合金6063铝合金。     

医用NiTi形状记忆合金表面氧化改性研究进展

氧化是NiTi形状记忆合金表面改性的重要手段,常用的氧化工艺包括热氧化、微弧氧化、阳极氧化和化学氧化。虽然四种工艺都依靠合金自身的Ti元素在合金表面原位生成以晶态或非晶态TiO2为主的氧化膜,但四种氧化工艺的原理及所制备的膜层形貌、结构等均不相同。本文评述了四种表面改性工艺的优势和缺陷,并对NiTi合金表面改性的发展方向进行了展望。     

激光清洗的典型应用及对基体表面完整性影响的研究进展

随着社会对环保、清洗效率以及清洗后表面质量的要求越来越高,传统清洗方法如机械清洗、化学溶剂清洗、水射流辅助清洗以及超声波清洗等已无法满足工业清洗的需求,不仅清洗效率低,被清洗表面质量得不到保证,甚至产生二次损伤,还容易对环境造成污染.先进激光清洗技术的出现为这些问题的解决提供了有效手段,这种清洗技术在不对环境造成污染的同时,还能有效保证清洗后的表面质量,展现了其特有的优越性,是21世纪最具潜力的清洗技术之一.激光清洗技术作为一种通过激光与污染物快速作用达到清洁目的的新型绿色清洗技术,可以广泛应用到除漆,除锈,除油,清除微米级、亚微米级颗粒,保护文物以及清洗城市涂鸦等各个方向.近年来,激光清洗成为工业清洗领域的研究热点,国内外研究人员在激光清洗的效率、工艺以及机理等方面做了大量研究工作,使激光清洗技术与理论体系日臻完善,激光清洗技术在各个领域的应用也逐渐成熟.但随着人们对激光清洗的工艺和机理研究不断深入,大多数研究的关注点仍集中在清洗效率和表面清洁度方面,在激光与污物层或基体的交互作用方向、表面完整性和性能演变方向的机理研究仍未取得进展,对清洗后表面质量的研究仍集中于表面粗糙度及显微硬度,对清洗后表层显微组织结构以及表面内应力等表面完整性方面的研究较少.本文列举了国内外各领域在激光清洗方面的典型应用,针对参数匹配的优化、清洗机理、清洗范围以及清洗后表面完整性的相关研究展开了讨论,并对激光清洗技术的未来发展方向进行了展望.     

LC9铝合金常温硬质阳极氧化工艺和氧化膜显微组织的研究

对LC9铝合金使用硫酸为主、有机酸为添加剂的混合酸溶液进行了硬质阳极氧化的工艺研究。讨论了电流密度、温度和硫酸浓度等工艺参数对氧化膜的厚度和显微硬度的影响规律,确立了本试验的最佳工艺条件,并分析了工艺参数对氧化膜的厚度和显微硬度的影响机理。此外,利用金相显微镜和扫描电镜观察了氧化膜的组织结构,结果表明:氧化膜均匀、致密,界面较平直;氧化膜表面存在微裂纹和针孔,这是由膜层脆性较大、偏聚的合金相以及氧化膜缺陷和夹杂的溶解等因素造成的。     

表面粗糙度对FeNi42Cr6合金氧化封接性能的影响

研究了用激光毛化和喷砂毛化在FeNi42Cr6合金带上获得一定表面粗糙度的方法.借助扫描电镜、X射线衍射分析了FeNi42Cr6冷轧薄带在湿氢气氛下预氧化所形成的氧化膜的形貌和结构,同时分析了表面粗糙度对氧化增重、氧化膜结构及氧化膜表面形貌的影响.实验及研究表明,表面毛化不仅能消除钢带表面缺陷,而且影响阵列的氧化;提高表面粗糙度使氧化加快,而且有利于氧化膜中尖晶石型氧化物的形成和生长.阵列材料适宜的表面粗糙度为0.3～0.5 μm.     

表面氧化对TiNi形状记忆合金耐腐蚀性能的影响

本文用腐蚀的方法,研究了表面氧化对ＴｉＮｉ形状记忆合金耐腐蚀性能的影响。由于经过表面氧化处理的合金耐蚀性与其表面的氧化膜密切相关,而要获得致密的氧化膜,则关系到Ｔｉ、Ｎｉ两元素的扩散、氧化、以及氧化膜的生长条件,生长速度等等,所以随着氧化温度、氧化时间、材料本身的表面光洁度,氧化速度等几个影响因素的改变,合金耐蚀性也随之变化。经过实验比较,认为可以采用５００℃保温１小时,在不影响合金的形状记忆效应     

化学修饰对NiTi形状记忆合金氧化膜的影响

用X光电子能谱（XPS）研究了NiTi形状记忆合金经酸、碱处理后表面氧化膜成分和结构的变化。结果表明，未经处理的NiTi合金表面最外层氧化膜主要由TiO2、TiO和少量的Ni组成，酸、碱处理后，最外层氧化膜由TiO2、Ni2O3组成，但经碱处理后，氧化膜的厚度大大增加。     

TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展

TiNi形状记忆合金具有很多优异性能,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗器械等领域具有广阔的应用前景,而TiNi形状记忆合金的连接技术是其实用化的关键技术之一.综述了TiNi形状记忆合金连接技术的发展现状,重点评述了TiNi形状记忆合金激光焊、固相焊和钎焊的研究状况,指出了需要深入研究的问题.     

镀钽TiNi形状记忆合金表面的XPS分析

采用多弧离子镀的方法在Ti 50.6%(原子分数)Ni形状记忆合金表面沉积了钽镀层。通过X射线光电子能谱(XPS)剖面分析发现TiNi合金表面钽镀层厚度均匀,并且在镀层与基体之间形成一薄层过渡层。将镀钽TiNi合金曝露于空气中后,通过XPS的全谱和高分辨谱图对其表面的成分和价态分析发现,镀钽层表面由于钽在空气中自然氧化形成了一层很薄的钽的氧化膜,最表面为高价钽的氧化物(Ta2O5),次表面为低价钽氧化物的混合物TaO2、TaO和TaOx(x<1)。     

TiNi基形状记忆合金薄膜研究进展

TiNi基形状记忆合金薄膜除具有和体材料相同的形状记忆特性外,还因表面积大、散热能力好,改善了体材料响应速度较慢的缺点,在微电子机械系统领域是一种具有广阔应用前景的材料.综述了近年来TiNi基形状记忆合金薄膜研究现状,并对其应用进行了评述.     

Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/TiNi multilayered heterostructures on Si substrates for smart systems

Ferroelectric/shape memory alloy thin film multilayered heterostructures possess both sensing and actuating functions and are considered to be smart. In this article, Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ (PZT) ferroelectric thin films and Ti-riched TiNi shape memory alloy thin films have been deposited on Si and SiO₂/Si substrates in the 400-600 °C temperature range by pulsed laser deposition technique. Deposition processing, microstructure and surface morphology of these films are described. The TiNi films deposited at 500 °C had an austenitic B2 structure with preferred (110) orientation. The surfaces of the films were very smooth with the root-mean-square roughness on a unit cell level. The structure of the TiNi films had a significant influence on that of the subsequently deposited PZT films. The single B2 austenite phase of the TiNi favored the growth of perovskite PZT films. The PZT/TiNi heterostructures with the PZT and TiNi films respectively deposited at 600 and 500 °C exhibited a polarization-electric field hysteresis behavior with a leakage current of about 2 × 10^− 6 A/cm².     

Effective inhibition of nickel release by tantalum-implanted TiNi alloy and its cyto-compatibility evaluation in vitro

Titanium–nickel (TiNi) shape memory alloy is modified with tantalum (Ta) plasma immersion ion implantation (PIII). Scanning electron microscope (SEM), atomic force microscopy (AFM), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), methyl-thiazol-tetrazolium (MTT), and cell culture are adopted to evaluate the surface morphology, roughness, Ni release, in vitro cytotoxicity, and cell behavior of TiNi and Ta-implanted TiNi (Ta–TiNi) alloys. Results showed that the surface became rougher and was covered by ordered and uniform grains after Ta implantation. Ni release was averagely inhibited by Ta–TiNi to up to 60% of that in unmodified TiNi alloy within 30 days. MTT assays demonstrated that Ta–TiNi sample allowed greater degree of cell proliferation for both smooth muscle cell and osteoblasts, indicating excellent protection and cyto-compatibility. A negative correlation was observed between Ni release and cell proliferation. Analysis of the cell morphology revealed healthy cells extending on the alloy surface, which indicated that TiNi alloy had good cyto-compatibility despite the initial Ni dissolution, but the implanted Ta would endow traditional TiNi alloy much lower Ni release, improved cyto-compatibility and other potential merits.     

TiNi基形状记忆合金的辐照效应

材料辐照效应是入射粒子与物质交互作用造成的物质微观组织结构与宏观性能的变化。辐照效应不仅是改善材料表面性能的重要手段,而且也是特殊环境应用材料可靠性评价的重要组成部分。TiNi基形状记忆合金是一种重要的金属智能材料,具有独特的形状记忆效应和超弹性,已在卫星、空间站等航天器以及生物医学中广泛应用。本文阐述了Ti-Ni基形状记忆合金在空间粒子(质子、电子)以及离子辐照改性的研究进展,辐照效应会对TiNi合金的微观组织结构产生影响,进而改变合金的相变行为和力学行为。然而目前关于TiNi基合金的辐照效应的研究仍处于起步阶段,组织结构和相变行为的变化规律和机理还未研究清楚,有关形状记忆效应的研究较少,仍需深入研究辐照参数、组织结构、相变行为和功能特性之间的内在联系。     

Nanocrystalline Ti49.2Ni50.8 shape memory alloy as orthopaedic implant material with better performance

TiNi alloys, with their unique shape memory effects and super elastic properties, occupy an indispensable place in the family of metallic biomaterials. In the past years, surface treatment is the main technique to improve the bioinert nature of microcrystalline TiNi alloys and inhibit on the release of toxic nickel ions to obtain excellent osteogenesis and osseointegration function. In the present study, nanocrystalline Ti_49.2Ni_50.8 alloy has been fabricated via equal channel angular pressing (ECAP), and the in vitro and in vivo studies revealed that it had enhanced cell viability, adhesion, proliferation, ALP (Alkaline phosphatase) activity and mineralization, and increased periphery thickness of new bone, in comparison to the commercial coarse-grained counterpart. These findings indicate that the reduction of grain size is beneficial to increasing the biocompatibility of Ti_49.2Ni_50.8 shape memory alloy.     

发动机用TiAl表面双辉等离子制备W-Mo合金层及其高温氧化行为

目前采用双辉等离子表面合金化技术在TiAl合金表面制备W-Mo涂层的研究不多。通过SEM与XRD等测试手段,研究双辉等离子表面合金化技术在TiAl基体表面制得的W-Mo合金涂层在780℃温度下的氧化行为。研究结果表明:W-Mo改性合金在初期氧化阶段快速氧化增重,经过100 h氧化后,试样增重5.2 mg/cm2,有效改善了TiAl基体的高温抗氧化性能。W-Mo合金涂层对氧气扩散起到阻碍作用,使TiAl基体抗高温氧化性能获得显著提升。氧化处理后合金涂层表面未发生改变,形成了致密、均匀的氧化膜层。TiAl基体经100 h氧化后表面氧化膜主要是一种柱状晶结构,TiAl基体氧化产物包括金红石型TiO2以及刚玉2种成分。