Ti6Al4V合金表面含钽TiO_2薄膜的溶胶-凝胶法制备、耐蚀性和亲水性（英文）

配制含5%、20%和33%(摩尔分数)钽的二氧化钛溶胶,采用浸提法在表面粗化的Ti6Al4V合金表面涂覆含钽TiO2溶胶-凝胶薄膜。经过1.5 mol/L NaOH-HCl预处理基体表面的含钽TiO2薄膜附着较好,但含33%Ta的试样出现了裂纹。X射线光电子谱分析表明,钛和钽在薄膜中以TiO2、Ta2O5形式存在,未检测到铝元素。X射线衍射和拉曼散射分析表明,钽的加入降低了膜层的结晶性。在无钙Hank’s平衡盐液中的动电位极化实验表明,与抛光试样相比,涂层试样的耐蚀性显著改善。钽的加入对涂层试样的紫外光致亲水性转变有阻碍作用。含20%Ta的试样具有足够的膜层完整性和亲水性转化速率,可望具有较好的生物学性能。     

生物医用Ti6Al4V合金上电弧沉积TiAlN陶瓷涂层的表面、力学和体外腐蚀性能（英文）

研究在医用Ti6Al4V合金上采用阴极电弧蒸发沉积制备的纳米晶TiAlN涂层的表面特性和体外腐蚀性能。采用XRD和FE-SEM对其结构和表面形貌进行分析,采用显微压痕法表征其表面的显微硬度,在模拟体液和人工唾液中进行体外腐蚀实验。结果表明：与无涂层合金相比,沉积TiAlN涂层后合金的表面硬度提高,为44.4 GPa,弹性模量为419.9 GPa,塑性变形能力增强,润湿角由(70.61±1.25)°增大到(86.27±2.2)°。生物腐蚀实验表明,沉积TiAlN涂层后,Ti6Al4V合金的腐蚀电位显著正移约150 m V,腐蚀电流密度显著降低约一个数量级,电荷转移电阻提高,证明合金的耐腐蚀性提高。与无涂层的合金相比,沉积TiAlN涂层后合金的表面性能、力学性能和耐腐蚀性能均有所提高。     

Fe-Cr-Al合金纤维载体上的致密Al2O3薄膜

用SEM、EDS及XRD研究了Al₂O₃或TiO₂修饰对Fe-Cr-Al合金纤维载体表面形成致密α-Al₂O₃膜的影响因素,并分析了致密α-Al₂O₃膜的形成机理。结果表明,在900～1000 ℃范围内,当Fe-Cr-Al合金纤维经过含Al₂O₃的溶胶处理后,形成十分致密α-Al₂O₃膜;经含TiO₂的溶胶处理后,有利于在Fe-Cr-Al合金纤维载体表面形成稳定、均匀的α-Al₂O₃膜。α-Al₂O₃膜具有优异的耐高温、抗氧化特点,可有效提高Fe-Cr-Al合金纤维载体的使用性能。     

Ti6Al4V合金吸氢行为研究（英文）

研究了Ti6Al4V合金在不同置氢温度、保温时间和氢压下的吸氢行为,利用光学显微镜研究了氢在钛合金中的分布规律。结果表明,Ti6Al4V合金的氢含量是由置氢温度、保温时间和氢压来控制的。随着置氢温度的升高,氢含量先增加后降低。随着氢压的增加,氢含量直线增加。钛合金的吸氢过程实质上是氢的扩散过程,随着保温时间的增加,合金中的氢分布逐渐趋于一致。     

纳米金刚石薄膜涂覆Ti6Al4V合金的改性研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,在医用钛合金上沉积金刚石薄膜,其晶粒尺寸40 nm左右,表面粗糙度Ra=39 nm.在SiC球为摩擦副的干摩擦实验中,2N载荷下运转10000转,摩擦系数在0.25左右,并且没有出现任何薄膜破裂或剥落.血液相容性评价显示,动态凝血时间和溶血率比钛合金基体均有较大的提高,接近热解碳膜(LTIC).     

SiO2薄膜改善Ti6Al4V合金恒温氧化行为的研究

介绍了用溶胶-凝胶/表面活性剂模板/添加剂的方法制备的SiO2薄膜对Ti6Al4V合金恒温氧化性能的影响.恒温氧化实验结果表明,制备的SiO2薄膜具有良好的抗恒温氧化性能.涂覆薄膜的试样表面形成了较薄的混合氧化膜.机理分析认为,该混合氧化物膜的生长机制由向内扩散的氧元素和向外扩散的金属元素控制.      

Ti6Al4V合金在热氢处理过程中组织演变的仿真分析

研究钛合金的氢致塑性变形、微观组织以及氢致相变之间的相互关系。结果表明,经热氢处理后的Ti6Al4V合金,等轴组织和网篮组织的硬度值都很高,且两者之间的差值较小,综合性能优异。     

Ti6Al4V合金等温压缩时的扩散相变（英文）

利用Compu ThermPandat?软件及其自带的Ti数据库完成对双相Ti合金的热力学计算。对Ti6Al4V(5级)合金进行等温压缩,合金的初始组织为由层片状的(α+β)和β相组成的层片团结构。采用X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜表征材料的显微组织演化和相转变。用吉布斯自由能-温度和相含量-温度关系图预Ti_3Al或α_2 (hcp)相的存在、稳定性和相变温度。等温压缩后,(α+β)相区的特征为α/β片层的重新定向和局部扭曲以及在α/β界面区的开裂。而在α→β相变区,β相和α/β相界发生变形,大量的α相转变为β相,板条状α相发生马氏体相变和球化。在β相区,α相完全转变为β单相。结果表明,变形Ti6Al4V合金中形成Ti_3Al或α_2(hcp)、β(bcc)和α(hcp)相以及密排六方α'和斜方α'相。变形温度对屈服应力水平、动态回复和动态球化均存在影响。     

Ti6Al4V合金氢致脆性磨损机制

用自制的高精度单摆划痕装置,分别测量了ＴｉＡｌ４Ｖ合金在空气以及０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中于不同腐蚀电位下腐蚀和腐蚀磨损过程中的比能耗,材料流失量,摩擦系数和动态硬度等。     

磷酸盐缓冲液中Ti6Al4V合金在不同法向载荷下的摩擦腐蚀行为（英文）

使用球对盘式摩擦计,在法向载荷为3～30N(对应最大赫兹接触压力为816～1758MPa)的条件下,研究Ti6Al4V合金在磷酸盐缓冲液中对磨氧化铝的摩擦腐蚀行为。纳米硬度测试结果表明,在纯磨损和摩擦腐蚀表面形成加工硬化层。在纯磨损过程中,当法向载荷从15N增加到30N时,表面硬度提高约100%;然而,当法向载荷为30N时,产生的磨屑越少,磨损率越低。在不同法向载荷下,腐蚀的存在使磨损率增加28%～245%。与静态相比,在摩擦腐蚀过程中,极化曲线获得的腐蚀电流密度增加3个数量级,且开路电位(OCP)向负电位方向偏移。由氧和磷化合物组成的摩擦膜不断形成和消除,使OCP曲线达到峰值,并使法向载荷高于3N时的摩擦因数波动减小。     

增材制造Ti6Al4V合金的闪速等离子体电解氧化与在生理介质中的电化学行为（英文）

研究激光粉末床熔融增材制造(AM)(又称直接金属激光烧结)技术制备的Ti6Al4V合金等离子体电解氧化(PEO)处理及其电化学行为。通过短时间(<120 s)PEO处理(也称闪速PEO),在AM合金和传统合金表面制备了3～10μm厚、含Ca和P的涂层。然后在改良的α-MEM溶液中,通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)评估了合金的电化学行为。与传统合金相比,AM合金中形成了细小的层片状α显微组织和层间小尺寸的β相颗粒,这促使了火花的产生,从而促进了PEO涂层的生长。闪速PEO涂层提高了传统合金和AM合金的耐腐蚀性,最薄的涂层(<3μm)提供了高达3倍的保护。AM Ti6Al4V由于其高的晶界密度,易受局部缝隙腐蚀的影响。而即使短至35 s的闪速PEO处理也足以成功避免这种情况。     

Al-Ti基体上纳米网状钙磷陶瓷/多孔Al2O3生物复合涂层的原位生长

先采用PVD法在医用钛金属表面沉积一层Al膜,得到Al-Ti基体材料;而后采用阳极氧化与水热合成复合制备技术在Al-Ti基体上成功构造了由纳米网状磷酸盐组成的钙磷生物陶瓷/Al2O3多孔复合生物涂层.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子能谱(EDAX)、X射线衍射(XRD)表征了阳极氧化前后铝膜和钙磷生物陶瓷涂层的微观形貌、元素构成以及晶相成分.结果表明:在阳极氧化过程中,钙、磷元素嵌入阳极氧化铝(AAO)膜,并经水热处理反应原位生成钙磷陶瓷;钙磷陶瓷晶体从Al2O3孔洞长出并覆盖于多孔氧化膜的表面;最终获得的钙磷生物陶瓷/多孔Al2O3复合涂层具有纳米网状、多孔的结构特征.分析探讨了钙磷生物陶瓷/多孔Al2O3复合涂层的原位生长过程,浓度梯度与电位差分别是Ca、P元素进入AAO膜的主要推动力.     

Ti6Al4V合金相变及吸氢热力学研究（英文）

在823～1023 K的氢化温度范围内对Ti6Al4V合金进行了压力-成分等温线测试,研究了Ti6Al4V合金的相变和吸氢热力学。结果表明,当Ti6Al4V合金在不同的氢化温度下进行置氢处理时,氢压随着氢含量的增加而逐渐升高。由于Ti6Al4V合金中原始β相的存在,在置氢处理过程中,每个压力-成分等温线只有一个倾斜的压力平台。根据Vant’s Hoff定律,压力平台区的焓变值和熵变值分别为-50.7±0.26 k J/mol和-138.4±0.69 J·K~(-1)·mol~(-1)。随着置氢温度的升高,Sieverts常数呈先增大后逐渐减小的趋势。分析了Ti6Al4V合金在置氢处理过程中的相组成和相变。     

微弧氧化改性电子束选区熔化Ti6Al4V合金的腐蚀与磨损性能（英文）

为了分析微弧氧化电压对Ti6Al4V(TC4)合金腐蚀和磨损性能的影响,分别在400、420和450 V对电子束选区熔化(SEBM)制备的TC4样品进行微弧氧化表面处理。结果表明,随着氧化时间和温度的增加,亚稳态锐钛矿型TiO₂逐渐转变为金红石型TiO₂。MAO膜表面形貌主要是尺寸分布均匀的大量微孔,仅在450V电压下出现裂纹和>10μm的孔隙;MAO膜厚度与施加电压呈正相关。MAO膜的耐腐蚀性能和磨损性能与其相成分、表面微孔尺寸分布及膜厚有关;当MAO电压为420 V时,腐蚀电流密度最小(0.960×10^-7 A/cm²),阻抗最大(7.17×10⁵Ω·cm²),耐腐蚀性能最好;相同载荷条件下,涂层的摩擦因数及磨损量均大于基体的;随着MAO施加电压的增加,MAO膜的磨损机制由磨粒磨损转变为粘着磨损,且450V电压时粘着磨损加剧,摩擦因数也最大,为0.821。     

Ti—6Al—4V合金的激光表面变质处理

钛及其合金以其比强度、耐腐蚀和抗疲劳而为人们所称赞不已,其缺点则是抗磨损和抗擦伤能力都较低,从而限制了它们在摩擦零部件中的应用.目前,已有一些技术能够通过改变成分和显微组织来提高钛合金的表面硬度.诸如离于氮化、氮气氮化和盐浴氮化等传统的氮化技术都利用了作为氮扩散的结果而在表面层中形成TiN.TiN层的厚度是氮化温度、氮化时间和氮气压力的函     

Ti—6Al—4V合金超塑性板材的生产方法

钛合金包括纯钛都具有一定的超塑性,通过控制加工工艺使其获得优异的超塑性,唯有Ti-6Al-4V合金最好.最近10年,Ti-6A1-4V合金超塑性极的应用得到了广泛而深入的研究,应用领域也由用于制造一般的航空、航天用的结构件、发展到用于吹制航天用的大型容器及其超大型复杂结构件.