夏木建
,
章跃
,
周广宏
,
丁红燕
腐蚀与防护
Ti6A14V合金因具有优异的力学性能和良好的生物相容性而被广泛应用于人体硬组织替代物和修复物领域。由于合金本身耐摩擦磨损性差，不具备生物活性等缺点，因此对Ti6A14V合金进行表面改性具有重要意义。本文介绍对Ti6A14V合金进行改性的有效方法，综述了其表面改性的研究进展，展望了表面改性的发展趋势。
关键词:
Ti6A14V合金
,
表面改性
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研究进展
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趋势
周广宏
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王湘鸣
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印凤
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庄国志
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夏木建
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丁红燕
稀有金属材料与工程
采用磁控溅射法制备了Ti/TiB2周期性(T=2,3,4,6,12)多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面(断面)形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力以及断裂韧性.结果表明:Ti/TiB2多层膜具有清晰的纳米层状结构,薄膜表面致密平整,与基体保持着良好的物理结合.多层膜的硬度和弹性模量随着调制周期的增加而增大,在周期T=12时,多层膜的硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.8和349 GPa;多层膜的断裂韧性随着周期的增加呈现出先增大而后减小的趋势,当周期T=6时多层膜的断裂韧性最好,其断裂韧度为2.17 MPa·m1/2.分析认为多层膜中的Ti子层可使裂纹尖端产生钝化作用,从而引起裂纹扩展路径发生偏转,提高了多层膜的断裂韧性.
关键词:
Ti/TiB2多层膜
,
调制周期
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力学性能
周广宏
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丁红燕
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印凤
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王湘鸣
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庄国志
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夏木建
稀有金属
根据贝壳珍珠层的结构特点,以金属Ti层为软质层,对TiB2陶瓷薄膜进行仿生增韧处理,并通过压痕法研究了Ti/TiB2仿生多层膜的断裂韧性.结果表明:随着调制比A(tTiB2∶tTi)的增大,多层膜的断裂韧性先增大而后减小,当Λ为5时,多层膜的断裂韧度达到最大值(KIC=2.68 MPa.m1/2).对于相同厚度的TiB2单层膜而言,断裂韧度值仅为0.76MPa.m1/2,也就是说,Ti/TiB2仿生多层膜可有效提高陶瓷层的断裂韧性.沉积在Ti6Al4V基体上的多层膜在断裂过程中进行能量释放以径向裂纹为主,以环形裂纹为辅.由于多层膜中Ti子层的周期性引入,有效缓解了TiB2薄膜的内应力;当裂纹扩展至Ti子层时,Ti层可对裂纹尖端起到很好的钝化作用,使裂纹扩展方向发生偏转.此外,多层膜的界面增多,也相应增大了裂纹扩展的阻力,提高了多层膜的断裂韧性.
关键词:
钛合金
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Ti/TiB2多层膜
,
压痕法
,
断裂韧性
,
仿生
