钙磷电解液浓度对纯钛微弧氧化陶瓷膜表面形貌的影响-论文.pdf

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1、种铸造及有色合金2014年第34卷第8期钙磷电解液浓度对纯钛微弧氧化陶瓷膜表面形貌的影响石茂林李洪友王毅(华侨大学机电工程及自动化学院)摘要采用微弧氧化法在不同电解质浓度的钙磷电解液体系中制备了纯钛生物钙磷陶瓷膜。借助SEM、三维视频显微镜分析了膜层表面形貌。研究了电解液钙磷比一定条件下，电解质组成浓度与膜层三维形貌、孔隙率、孔隙密度、孔径尺寸的关系。结果表明，随着电解质浓度增加，陶瓷膜厚度增加，孔隙率、孔径尺寸下降，孔隙密度也呈下降趋势；在低浓度时，陶瓷膜表面多为火山口状多孑L结构，在浓度较高时，多为熔融物反复作用形成的多孔

2、结构；NaOH浓度的改变对于陶瓷膜表面影响比较大。关键词钛；微弧氧化；电解液浓度；氢氧化钠中图分类号TG178；TG146．21文献标志码A文章编号1001—2249(2014)08-0878—05EffectofCa／PElectrolyteSystemConcentrationontheSurfaceMorphologyofMicro‘ArcOxidationBio—CeramicFilmonPureTiShiMaolin．kiHongyou．WangYi(SchoolofElectro—MechanicalEnginee

3、ringandAutomation，HuaqiaoUniversity)Abstract：AbiomedicalCa／PfilmonpureTiwaspreparedbymicro—arcoxidationintheCa／Pelectrolytesystemswithdifferentconcentration．Thesurfacemicro—topographyand3-DmorphologywereobservedbySEMandHIRoX．Therelationshipofporosityratio，density，si

4、zeand3-Dmorphologywithelectro—lyteconcentrationwasinvestigatedundertheconditionofthegivenCa／Pratioelectrolyte．Theresultsshowthatwiththeelectrolyteconcentrationincrease，thethicknessisincreasedandtheporosityratio，poresizeaswellasporedensityaredecreased．Inlowconcentrat

5、ion，thesurfaceofthefilmexhibitsmorecrater—likeporousstructure，however，inhighconcentration，theporousstructureisformedbythesinteringprocessofmeltrepeatedly．EffectsofNa0Hconcentrationontheceramicfilmismoreimpor—tant．KeyWords：Ti，Micro-ArcOxidation，ectrolyteConcentration

6、，NaoH微弧氧化是一种新兴的阀金属(A1、Mg、Ti)表面处制。陈寅等[8研究了电解液pH值对钛合金微弧氧化理技术。在特定的电解液中，在等离子、电化学、热化学陶瓷膜的影响，发现电解液pH值的改变对于陶瓷膜物作用下生成具有一定孔隙结构的陶瓷膜[1]。陶瓷膜相改变不大；随电解液pH值的增大，Ca含量逐渐增基于物理化学作用在基体表面原位生成，相对于传统成加，P含量先减少后增加。刘亮等[g在研究陶瓷膜Ca、膜方法(电化学沉积、溶胶凝胶法等)而言，结合强度较P浓度对膜层含量、陶瓷膜厚度及结合强度的影响时，高。将微弧氧化应用于钛金属表面

7、的生物活性处理，制发现陶瓷膜表面形貌对提高植入成功率有着重要作用，备一层含有Ca、P元素促进骨组织生长的陶瓷膜，同时而电解液不同组成比例对于陶瓷膜性能有着重要影响。通过陶瓷膜高结合强度及多孑L结构提高钛合金的生物目前研究电解液对陶瓷膜表面形貌影响的报道较少，一力学性能，具有十分广阔的前景。些研究集中于电解液组成中某一成分的改变；或考虑电纯钛微弧氧化生物活性陶瓷膜的性能，与电解液配解液中Ca、P元素应保持一定组成比才能保证陶瓷膜方密切相关]。TerleevaOP等在CaO、(NPO3)6的生化性能_3叫。电解液体系中制备了含有单

8、质Ti、TiO。、一Ca。(PO)本课题在保证电解液Ca、P摩尔比一定条件下，研的多孑LTiO：陶瓷膜，发现电解液中浓度增加时，陶瓷究了Ca、P电解液体系不同组成浓度对陶瓷膜厚度、三膜厚度增加；在Ca、P摩尔比维持在1．5时，陶瓷膜生化维形貌、孔隙率、孔径及孔密度表面形貌的影