氧化技術(shù)對鈦合金表面性能的改造

近兩年來，因?yàn)樵诤}和磷組分的電解液中生成的微弧氧化膜層具有高的抗磨損、抗腐蝕和生物相容性，在骨移植方面導(dǎo)致研討者的興趣。韓國使用微弧氧化技能在純鈦外表上生成納米晶氫基磷灰石陶瓷層，該膜層中磷灰石陶瓷具有很高的結(jié)晶度，具有很強(qiáng)的生物相容性，顯現(xiàn)出在整形外科和牙科的修補(bǔ)技能上的使用潛力。中國西安交通大學(xué)對微弧氧化生成含鈣、磷氧化鈦生物活性薄膜進(jìn)行研討，成果標(biāo)明：薄膜由銳鈦礦TiO2和金紅石TiO2構(gòu)成，呈內(nèi)層細(xì)密、外層多孔的形態(tài);膜層中鈣、磷原子比由內(nèi)至外逐步增大;膜層經(jīng)水熱處理后，能夠轉(zhuǎn)化為含氫基磷灰石的生物活性二氧化鈦層。其間的金紅石型膜層具有共同的電學(xué)功能、力學(xué)功能。

化學(xué)氧化所得到的氧化膜層較薄，耐蝕性和耐久性較差。鈦合金外表的氧化膜使得在鈦上進(jìn)行化學(xué)鍍、電鍍難以實(shí)現(xiàn)。相比之下，微弧氧化處理當(dāng)前遍及被認(rèn)為是最有出路的鈦合金表面處理辦法。β-Ti因具有優(yōu)秀的物理功能和生物相容性，被醫(yī)學(xué)界認(rèn)為是下一代整形外科和牙科的使用金屬。為了進(jìn)步β-Ti和人體骨安排的骨組成，能夠使用微弧氧化改進(jìn)β-Ti的外表的生物活性。中國臺灣在β-Ti合金上使用微弧氧化技能制備TiO2陶瓷膜，并在體外和植入日本小鼠大腿末梢進(jìn)行了試驗(yàn)。成果標(biāo)明，生成了TiO2膜層，與基底聯(lián)系結(jié)實(shí)，表現(xiàn)出比基底純鈦非常好的骨生成能力，更適合使用到醫(yī)學(xué)上植入批改范疇。

微弧氧化，是在電解質(zhì)溶液中(通常是弱堿性溶液)施加高電壓(直流、交流或脈沖)在資料外表原位成長陶瓷氧化膜的進(jìn)程，該進(jìn)程是物理放電與電化學(xué)氧化、等離子體氧化協(xié)同效果的成果。該技能是在一般陽極氧化技能的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，進(jìn)一步進(jìn)步電壓，使電壓超出法拉第區(qū)，到達(dá)氧化膜的擊穿電壓，就會在陽極出現(xiàn)火花放電表象，在資料外表構(gòu)成陶瓷氧化膜，使等離子體氧化膜既有陶瓷膜的高功能，又堅(jiān)持了陽極氧化膜與基體的聯(lián)系力。這些特色使其變成外表工程技能范疇的一個(gè)研討熱門。中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)使用微弧氧化技能，在電解液中加入了醋酸鈷，從而在TC4合金上生成了耐熱沖擊陶瓷膜，膜層與基底的聯(lián)系能高于10MPa，合金在40次循環(huán)的熱轟動(dòng)下，照舊堅(jiān)持穩(wěn)定，標(biāo)明微弧氧化處理過的TC4鈦合金具有極好的耐熱沖擊性。