碳離子注入Ti-6AL-4V和TAMZ合金的耐蝕及耐磨行為研究.pdf

1、生物醫(yī)用金屬材料目前已在臨床中應(yīng)用廣泛,鈦及其合金由于具有優(yōu)異的耐磨性、耐蝕性、生物相容性、獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)及生物力學(xué)性能而受到了青睞。然而鈦合金植入人體以后,在體液中不可避免會(huì)發(fā)生腐蝕與磨損。磨損與腐蝕的的協(xié)同作用使材料的流失更加嚴(yán)重,縮短其使用壽命。因此,醫(yī)用金屬材料的耐蝕和耐磨行為的研究具有重要意義。
　　 本文對(duì)人工模擬體液Hank's溶液中對(duì)離子注入碳前后Ti-6A1-4V和TAMZ合金在磨損前后的耐蝕性及耐磨性進(jìn)行

2、研究,得出以下結(jié)果:
　　 1.碳離子注入后,在鈦合金表面形成無序?qū)幽?經(jīng)XRD分析知主要為TiC、Ti及少量TiO2。由于碳化物為硬質(zhì)相,彌散分布在合金表面,使注入層呈現(xiàn)出膨脹應(yīng)力,提高了合金表面的硬度及耐磨性。與此同時(shí),碳化物的無序?qū)幽さ男纬勺铚撕辖鹪氐娜芙?提高了金屬的耐蝕性。
　　 2.在Hank's溶液中極化曲線測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)磨損后試樣陽極極化電流密度大于為磨損試樣的電流密度,說明磨損條件下的環(huán)境更為苛刻

3、和腐蝕更易發(fā)生。恒電位試驗(yàn)結(jié)果,摩擦前后離子注入碳處理后的Ti-6A1-4V和TAMZ合金電流密度均小于未經(jīng)滲處理試樣的電流密度,說明離子注入碳處理后的合金更穩(wěn)定。在同一電位下,環(huán)境溫度愈高,試樣的電流密度愈大。
　　 3.歸納總結(jié)出本實(shí)驗(yàn)兩種鈦合金的孔蝕動(dòng)力學(xué)公式,可表示為i0=k·t-1/2+a的形式,說明蝕孔發(fā)展速度受表面膜溶解控制。同時(shí),表觀活化能表達(dá)式為1gI=1gk0-Eα/2.33RT。
　　 4.對(duì)兩種鈦