论文部分内容阅读
人类文明不断向前推进,现代医学也随之不断地发展。到今天为止,生物医用金属材料已经发展到了第三代,每一代都使人类不断受益,对于材料本身的研究,也将持续推进。本文聚焦生物医用金属材料当中的铁及其合金,利用简单、方便、快捷的电沉积方法进行制备,并研究了电沉积工艺对纯铁薄膜和Fe-La-P合金薄膜的影响。利用XRD、SEM和EBSD对不同工艺产生的影响进行探究。最后,对铁合金薄膜进行了生理盐水的腐蚀试验,利用SEM观察其形貌特征。对于电沉积铁薄膜实验,主要采用的工艺变量为电极的排列方式和电沉积的时间。当电极采用平行排列方式时,随着时间的增加,纯铁晶粒开始逐渐长大,且取向逐渐变的明显,薄膜前期生长较快,后期生长速率逐渐变缓。当电极采用垂直排列方式时,由于阴阳极面积比的改变,导致阴极附近电场分布的变化,结果表现为薄膜晶粒形核速率大于生长速率,整体晶粒较小,随着电沉积时间的增加,取向一直较弱,但是时间变量相同内薄膜的生长速率是平行排列方式下的1.32倍。对于电沉积Fe-La-P合金薄膜实验,主要采用的工艺变量为电流密度,诱导剂,溶液的pH和电沉积时间。当电流密度不断增加时,阴极过电位提高,极化作用增强,Fe-La-P化合物增加,La含量增加;电流密度过大时,析氢加剧,负面效果出现,Fe-La-P化合物减少,La含量减小。H3PO4在实验中充当诱导剂,促进Fe-La-P化合物诱导共沉积的完成。pH改变溶液H+活度,影响柠檬酸根配体的存在形式,pH=2时H+活度高,H2Cit-配体的络合效果最好,可以有效增强极化作用,Fe-La-P化合物形貌最佳,不发生团聚。电沉积时间的过度延长不能有效增加合金薄膜中Fe-La-P化合物的含量,由于电沉积时间过长会导致电极面积增加,间接影响电流密度,最终呈现出Fe-La-P化合物先增加后减小的趋势。本实验条件下电沉积Fe-La-P合金薄膜的最佳工艺为IA=4A·dm-2,添加诱导剂H3PO4,pH=2,t=5min。将最佳工艺下得到的Fe-La-P合金薄膜放置于生理盐水中进行腐蚀试验,对不同腐蚀时间的合金薄膜进行形貌观察。Fe-La-P化合物被腐蚀后形貌为絮状,并且可以均匀的铺在薄膜表面,薄膜没有检测到点蚀现象的出现。