医用钛及钛合金的阳极氧化工艺研究

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1、中文摘要本文采用阳极氧化法对医用纯钛(TA2)和钛合金(Ti．5AI．2．5Fe、Ti．6AI一7Nb)材料进行表面改性。详细研究了阳极氧化工艺参数对着色表面形貌及性能的影响规律，并最终确定了阳极氧化工艺的最佳参数。采用SEM和金相显微镜观察阳极氧化膜层的组织及形貌；采用XPS测试了氧化膜层的表面成分及结构。MH一6型显微硬度计测试经不同工艺处理后的膜层表面硬度变化。采用高精度电感式表面粗糙度测量仪测试氧化膜层的表面粗糙度。为了进一步改善氧化膜层的形貌及性能，经反复研究配制了新型的阳极氧化电解液：为稳定阳极氧化膜层，设计了特殊

2、的后处理T艺和热氧化工艺。通过实施优化工艺，氧化膜层更加光滑、均匀、致密，氧化膜的硬度、表面粗糙度、耐磨性、膜层的结合力等各项性能均有所改善。研究发现，电解电压是阳极氧化工艺参数中的主要影响因素，随电解电压的变化阳极氧化膜的颜色呈规律性变化。同时，电解液的成份、浓度、着色时间都对阳极氧化工艺有不同程度的影响。本研究还采用PARSTAT2263电化学腐蚀仪器，测试了试样在Hank’S模拟体液中的腐蚀行为。测试结果表明，阳极氧化后再经特殊后处理和热氧化工艺都能使氧化膜层的耐蚀性明显提高。关键词：医用钛及钛合金；阳极氧化；T艺；性能

3、ABSTRACTTheanodicfilm’Scoloringtechniqueandpropertiesofthebiomedicaltitaniumandtitaniumalloys(Ti一5AI-2．5FeandTi-6AI-7Nb)wereinvestigatedinthispaper．Testswereconductedtodeterminethebestprocessingparameters．X-rayphotoelectronspectroscope(XPS)，scanningelectronmicroscop

4、e(SEM)，metallographicmicroscope．MH-6microhardnessandsurfaceroughnesstesterswereusedtoanalyzethestructuresandbehaviorsofanodicoxidationfilm．Toerdaancetheperformanceofanodicoxidationfilm，electrolytewasstudiedandconfigured．Specialposttreatmentandthermaloxidationtechniq

5、uesweredesignedtostabilizetheoxidationfilm．Optimizedprocesswasusedandthereforethesampleswithsmooth，uniforn'landdensefilmandimprovedhardness，wearresistanceandadhesionwereobtained．Itwasfoundthattheanodicformingpotentialisthemostimportantaffectingfactoroftheanodicoxida

6、tionprocessparameters．Thecolorsofthefihnschangeregularlywithdifferentelectrolysispotentials．Atthesametime，thecomposition，theconcentrationofelectrolytes，andtheoxidationtimeexertdifferenteffectsonanodicoxidationprocess．PARSTAT2263electrochemicalinstrumentwasusedinthis

7、studytotestcorrosionbehaviorofthesamplesinHank’Ssolution．TheresultsclearlyindicatedthattheanodicfilmexhibitedanexcellentCOrrOSionresistance．Keywords：biomedicaltitanium＆titaniumalloys；anodicoxidation；process；properties独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加

8、以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云凄太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志埘本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名豌佴签字日期：kr年／月坷日学位论文版权使用授权书