Ti-6Al-4V微弧氧化生物活性陶瓷膜制備及機理研究.pdf

1、本文采用微弧氧化技術，對鈦合金進行表面處理，在鈦合金基體表面制備出一層活性陶瓷膜。在微弧氧化過程中，不對電解液進行更換，通過更換鈦合金試樣，達到電解液氧化參數(shù)（氧化時間與氧化面積的統(tǒng)稱）要求。研究在連續(xù)使用的電解液中，電解液組成變化對制備膜層表面形貌、成分及性能的影響;并對微弧氧化試樣進行模擬體液培養(yǎng)，驗證其生物活性。
　　在磷酸氫二鈉、氫氧化鉀的二元體系電解液中對鈦合金進行微弧氧化處理，采用單因素法分析各電解液配方濃度對膜層性能

2、的影響，并利用正交分析法對微弧氧化電參數(shù)進行優(yōu)化。對實驗結果進行分析得出:本文實驗條件下的最優(yōu)電解液配方:磷酸氫二鈉4.75g/L、氫氧化鉀2.0g/L;最佳電參數(shù)及氧化時間:電壓400V，頻率600Hz，占空比為45％，氧化時間15min，此條件下得到的膜層表面孔隙大小均勻、比表面積大。在相同條件下連續(xù)使用同一電解液，通過研究其組成變化得出以下結論:隨著電解液氧化參數(shù)的增加，其中磷酸鹽濃度下降、鈦離子濃度上升。在電解液氧化參數(shù)增加的過

3、程中，磷酸鹽濃度消減速率逐漸減小。鈦離子濃度變化速率初期隨著氧化參數(shù)的增加而增加，當電解液氧化參數(shù)增加到2時速率達到最大值，隨后隨著氧化參數(shù)的繼續(xù)增加，速率降低。隨著電解液中磷酸鹽和鈦離子濃度的變化，制備的氧化膜層中磷元素相對減少、鈦元素含量增加，對應膜層表面微孔數(shù)量明顯增加，相反放電孔徑大小減小，表面平整度下降;表面物相組成由起初的金紅石與銳鈦礦的混合晶型TiO2，到單一銳鈦礦晶型。
　　對微弧氧化膜層進行模擬體液培養(yǎng)，結果表明