氧化技術(shù)對鈦合金表面性能的改造

近兩年來，因為在含鈣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，具有很強的生物相容性，顯現(xiàn)出在整形外科和牙科的修補技能上的使用潛力。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行化學(xué)鍍、電鍍難以實現(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。為了進步β-Ti和人體骨安排的骨組成，能夠使用微弧氧化改進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行了試驗。成果標(biāo)明，生成了TiO2膜層，與基底聯(lián)系結(jié)實，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程，該進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，進一步進步電壓，使電壓超出法拉第區(qū)，到達氧化膜的擊穿電壓，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)的熱轟動下，照舊堅持穩(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。