niti合金激光气体氮化改性层上ha涂层制备和性能的研究

《niti合金激光气体氮化改性层上ha涂层制备和性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要形状记忆合金由于具备特有的形状记忆效应和超弹性，能作为心脏支架和血管膨胀器材料等植入人体。但是它在体内表现为生物惰性，用羟基磷灰石(HA)生物陶瓷涂层可改善其生物相容性。目前生物陶瓷涂层与基体问的结合强度是生物医用材料研究的热点之一。本研究旨通过采用激光气体氮化NiTi形状}己忆合金的方法在表面构筑一过渡层以达到提高HA涂层与撼体问的结合强度的目的。本文采用激光气体氮化处理(LGN)的NiTi合金通过表【ff』刻蚀处理后，首次在NiTi／TiN复合表面层上分别采用电化学沉积和溶胶凝胶的方法制各了HA涂层。研究运用OM、

2、SEM、TEM和XRD等分析手段对LGN后NiTi合金及HA涂层的表面形貌、显微结构、物相组成等进行了分析，对改性层的腐蚀性能和磨损性能进行了测试：研究了电化学沉积HA涂层的电流密度、主盐浓度等工艺参数对HA涂层结构的影响，考察了烧结对结合强度和涂层成分的影响。同时对利用溶胶凝胶法制备HA进行了初步的研究，并对电化学沉积和溶胶凝胶法生成HA的机理进行了初步分析。结果表明，LGN可在NiTi合金表面制备连续、无裂纹、成分较为均匀的TiN层。TiN呈树枝状分布于基体中，激光功率在500W时其P#度可达2001．tm，且TiN含

3、量随离表面的距离增加而减少。LGN后的NiTi／TiN复合表面的性能发生了显著变化，表面硬度可达800HV，耐路性和涮蚀性明显提高。采用电化学沉积的方法可在NiTi／TiN复合表面f：获得了HA涂层，电化学沉积主要影响因素为电流密度和主盐浓度等。在本实验条件F状得的电化学沉积HA的最佳工艺参数为：电解液NH4H2P04的浓度为O．025mol／I，电流密度为13mA／em2，电极距离为2．5em，水浴温度为50。C，沉积时间为1小时。电化学沉积获得的HA涂层经烧结处理后可提高涂层与基体问的结合强度，结合强度随温度的升高先增

4、大后降低，最佳温度为940。C。但是烧结使涂层的成分HA变成了TCP。通过比较。在NiTi／TiN表面层上制备的HA涂层结合强度高于在NiTi单一相表面上的结合强度。采用溶胶凝胶法用H20做溶剂、用磷酸三乙酯和硝酸钙为Iji驱体制各的溶胶在凝胶化、晶化后可在NiTi／TiN表面层上获得HA涂层，实验确定最佳晶化温度为750。C。在溶胶中加入生物玻璃(BG)后，结合强度得到改善。关键词：NiTi，激光气体氮化处理，电化学沉积，溶胶凝胶。结合强度，HAABSTRACTDuetoitsspecialshapememoryeffe

5、ctandsuper-elasticproperties，theshapememoryalloys(SMA)earbeusedtomakeheaaholder,bloodvesseldilateretcforimplantingintothebody．Butthebio·inertiaofSMAlimitsitsapplicationinthisarea，andresearchershaverecentlyreporteditCanbemodifiedbypreparingbioceramicscoatingOnitssu

6、rface．Nowthebondingstrengthbetweensubstrateandcoatingisoneofthefocusesofbiomaterials．AtransitionalcoatingTiNwaspreparedbyLONandetchingwithmixedacidstoimprovethebondingstrengthinthestudy．Lasergasnitriding(LGN)wasconductedonthesurfaceofNiTialMy,thusacoatingofnitride

7、wasformed．Ahydroxyaptite(HA)coatingontheNiTi／TiNetchedsurfacewaspreparedthroughelectrodepositionandsol-gellatertoimprovetheinterfacebondingstrength，OM，SEM，TEMandXRDwereemployedtostudymicrostructure，compositionandmorphologiesofnitrideandhydroxyapafitecoating，andcor

8、rosionandwearpropertiesweremeasured．TheinfluenceofcurrentdensityandconcentrationofmainsaltsOilthestructureofHAcoatingwasstudied，togetherwitlltheinfluenc