论文部分内容阅读
本课题选择医用Ti6A14V合金作为研究对象,在碱性硅酸盐溶液中采用微弧氧化法在其表面制备多孔Ti02膜层,对相应工艺参数进行系统研究、对膜层孔隙率与膜层性能的关系进行统计。采用日本理学D/max-RB型X射线衍射仪(XRD)对微弧氧化膜层进行相结构的分析；利用JSM-5600LV扫描电镜观察微弧氧化膜层的表面结构；采用Imagepro-plus60软件测定膜层表面孔隙率及孔径；选用美国硅谷CETR公司生产的UNMT-1材料表面微纳米力学测试系统测试膜层的微观摩擦磨损性能；采用荷兰Ivium电化学工作站对制备的微弧氧化膜进行极化曲线测量以便分析膜层耐蚀性能；在Hank’s溶液中对经过微弧氧化的试样进行全浸腐蚀失重实验。研究结果表明：改变电流密度、脉冲频率、处理时间及电压,陶瓷膜层的表面形貌、物相组成、摩擦系数及动电位极化曲线均发生显著变化。在本实验选定的参数范围内,随电流密度的增加,膜层逐渐增厚,膜层表面逐渐出现平滑区域并变得平整,但电流密度过大时,膜层会再次变得粗糙；微弧氧化膜孔隙率及平均孔径呈先增大后减小的趋势；膜层主要由锐钛矿型及金红石型Ti02组成。当电流密度为9.2A/dm2时,制备的膜层具有较大孔隙率,孔隙率数值为13.24%,此时,膜层耐磨性较好、耐腐蚀性能最佳。随脉冲频率增加,膜层厚度逐渐减小,微弧氧化膜微孔孔径先减小后增大、孔隙率先增大后减小；膜层含锐钛矿型TiO2及金红石型Ti02,其中锐钛矿型Ti02相对含量较大。在脉冲频率700Hz时制备膜层具有相对较大孔隙率,孔隙率达到11.04%,此时,膜层耐磨性及耐蚀性均最佳。随处理时间的增加,膜层显著增厚,膜层表面微孔平均孔径逐渐增加、孔隙率先增加后急剧减小；膜层由锐钛矿型Ti02及金红石型Ti02组成,且金红石型Ti02相对含量逐渐增多并最终占据主导地位。当氧化时间为20min时膜层具有最大孔隙率,孔隙率为15.9%,此时,膜层耐磨性、耐蚀性较好。随电压增大,膜层厚度逐渐增加,膜层孔隙率及平均孔径均逐渐增大,膜层中金红石型Ti02相对含量先减小后增大。当电压为350V时膜层孔隙率为4.49%,此时膜层耐磨性较好、耐蚀性最佳。