王风彪
,
狄士春
腐蚀与防护
利用微弧氧化技术在钛合金表面制备了医用涂层,通过SEM观测不同氧化阶段涂层形貌,并分析各阶段微弧放电特性。研究了两极电化学反应过程,建立了工作液负载等效电路,提出了钛合金微弧氧化生成羟基磷灰石医用陶瓷涂层机制。结果表明,电压会直接决定试样表面的电荷分布,增加表面电荷积累,增强工作液中带电钙、磷粒子的扩散和电泳程度,从而加速涂层物质的瞬间反应。
关键词:
微弧氧化
,
等效电路
,
羟基磷灰石
,
电泳
吕鹏翔
,
韦东波
,
李兆龙
,
狄士春
电镀与涂饰
以硅酸盐体系为电解液,利用扫描式微弧氧化(SMAO)方法在铝合金2024的表面成功制备出“蛇形”和“HIT”图案的陶瓷膜层.对扫描式和传统微弧氧化工艺进行了对比,采用扫描电镜和X射线衍射研究了SMAO陶瓷膜的结构和相组成.结果表明,与传统微弧氧化放电过程不同,扫描式微弧氧化在沿阴极前进的方向上依次分布着钝化区、阳极氧化区和微弧氧化区,没有观察到弧光放电.经过一次扫描生成的陶瓷膜厚度约为17μm,膜层只有疏松层,且其中的α-Al2O3含量高于γ-Al2O3.对扫描式微弧氧化放电机理的分析表明,电场在阳极表面的梯度变化可能是同一时间内存在不同放电区域的原因,高达2 400 A/dm2的电流密度使扫描式微弧氧化具有高的成膜效率,同时也导致了疏松层内含有大量的α-Al2O3.
关键词:
铝合金
,
扫描式微弧氧化
,
陶瓷膜
,
成膜机理
潘明强
,
狄士春
,
迟关心
,
韦东波
稀有金属材料与工程
在其他加工参数固定的条件下,对Ld_(10)铝合金试件进行处理,然后采用扫描电镜对膜层表面显微结构进行观测分析,研究由KOH、KF、Na_2SiO_3、(NaPO_3)_6构成的溶液中各种成分浓度的变化对膜层表面放电孔径的影响.结果表明:KOH浓度变化对膜层孔径影响最小;随着Na_2SiO_3浓度的增加,膜层放电孔径先减小后快速增加;而增加KF和(NaPO_3)_6的浓度时,膜层孔径都会逐渐减小,最后趋向一个最小值.实验表明:调整好上述溶液的配比,可在试样表面获得最小放电孔径为350 nm的微弧氧化膜层.
关键词:
放电孔径
,
微弧氧化
,
膜层
王凤彪
,
狄士春
稀有金属材料与工程
为了获得具有生物力学性能的陶瓷膜层材料并满足临床医学上的需要.以Ti6Al4V钛合金为基体材料,通过微弧氧化工艺方法在电解液中制备氧化锆和羟基磷灰石复合陶瓷膜层材料.利用能谱分析仪和扫描电镜分析膜层结构特点.建立并改进了多孔性膜层力学性能数学模型,利用理论计算与实验测试相结合的方法对膜层相关生物力学性能进行了研究.实验结果表明,氧化锆/羟基磷灰石医用钛合金复合陶瓷能够取得比单一的羟基磷灰石陶瓷膜层更好的生物力学性能.生物陶瓷力学性能与孔隙率及生成的新相有关,通过实验与理论模型相结合的方法能够更好的对生物陶瓷膜层力学性能进行研究,所建立数学模型科学合理,具有一定理论意义.
关键词:
氧化锆
,
微弧氧化
,
羟基磷灰石
,
多孔性
,
生物力学
狄士春
,
喻杰
,
王岩
,
孙术发
稀有金属材料与工程
基于6082铝合金的微弧氧化(MAO)膜层微观形貌,归纳了3类组织缺陷,以此探讨了MAO膜层的激光能量吸收过程、热传导性能和激光重熔行为.研究表明:激光辐射后,在膜层表面的微孔和微裂纹处容易出现等离子体的光能吸收效应,产生高温热源点,形成微小熔池,由于MAO膜层的各向异性热传导和表面光滑微区的热能积累,初期熔池横向生长速度快,直至熔池汇聚成连续的表面重熔区,膜层的纵向重熔速度加快,最终冷却形成重熔层.SEM和XRD检测证实激光重熔改善了MAO膜层的多孔疏松组织,提高了α-Al2O3相的含量.
关键词:
铝合金
,
微弧氧化
,
激光重熔
,
热传导
,
熔池
王凤彪
,
狄士春
电镀与涂饰
利用微弧氧化技术在Ti合金表面制备了医用羟基磷灰石(HA)膜,研究了HA膜在模拟体液中的生物相容性,通过SEM观察了HA膜在模拟体液中浸泡不同时间的表面形貌,并利用EDs测试了HA膜浸泡前后的Ca、P原子分数.结果表明,HA膜在模拟体液中浸泡后,体液的pH变化不大,而经过溶解-重结晶,新生成的HA晶粒发育更完整,更利于膜层与骨的结合;HA膜的钙磷比在浸泡前为1.97,浸泡20 d后下降为1.66,接近于人体骨骼标准.
关键词:
钛合金
,
微弧氧化膜
,
羟基磷灰石
,
降解
,
生物相容性
潘明强
,
韦东波
,
迟关心
,
狄士春
材料保护
铝合金微弧氧化膜表面粗糙度的影响因素较多,膜表面的粗糙度对其应用有影响,过去研究甚少,为了找出改善和控制膜层表面粗糙度的方法,在恒流模式下利用双极性脉冲电源对LD10铝合金试件进行了微弧氧化处理,采用TR200粗糙度仪检测了膜层表面粗糙度,分析了加工参数对膜层表面粗糙度的影响.结果表明:在一定范围内单独缩短微弧氧化时间、减小正向或负向电流密度、提高频率、降低占空比,都有利于降低膜层表面粗糙度;但温度过高或过低都不利于降低膜层表面粗糙度,只有在30～40 ℃的工作液中处理获得的膜层表面粗糙度才最佳.在30 ℃、电流密度10 A/dm2、脉冲频率200 Hz、占空比24%时,可获得最佳表面粗糙度(Ra 1.2 μm)的硬质微弧氧化膜层.
关键词:
微弧氧化
,
恒流
,
粗糙度
,
加工参数
,
铝合金
王凤彪
,
狄士春
材料保护
在钛及钛合金表面生成羟基磷灰石（HA）来制备生物材料是医学应用中亟待解决的问题。利用微弧氧化工艺在Ti合金表面制备了HA膜，研究了膜层在模拟体液中浸泡前后的形貌、相结构、Ca与P原子分数比，并分析了膜层在模拟体液中的降解和沉淀机制以及浸泡后的耐磨性。结果表明：膜层在模拟体液中随浸泡时间延长而逐渐变厚；浸泡20d后膜层中HA晶粒发育完整，不定形相减少，表面Ca，P含量比下降至1．66，已接近人体骨骼标准；膜层在模拟体液中的降解和溶解有利于其与骨骼的结合；浸泡时模拟体液的pH值变化不大，说明膜层化学稳定性好，耐模拟体液腐蚀；在模拟体液中浸泡后膜层的摩擦系数随摩擦时间延长先升高后降低，耐磨性最终呈升高趋势。
关键词:
微弧氧化膜
,
羟基磷灰石
,
生物适应性
,
耐磨性
,
耐蚀性
潘明强
,
迟关心
,
韦东波
,
狄士春
材料保护
微弧氧化技术是一种直接在Al,Mg,Ti等有色金属表面原位生长陶瓷膜的表面处理新技术.处理过程简单,工艺环保,处理后膜层性能优越,多年来对其研究十分活跃.为此,总结了近年来国内对铝合金、镁合金微弧氧化研究取得的成果,分析了当前国内微弧氧化技术研究的水平和现状,在此基础上对微弧氧化技术的总体发展趋势和应用前景进行了展望.
关键词:
微弧氧化
,
陶瓷膜
,
铝合金
,
镁合金
,
研究进展
,
应用状况
郭豫鹏
,
狄士春
,
吕鹏翔
,
孙术发
稀有金属材料与工程
在硅酸盐电解液中添加稀土二氧化铈(CeO2)颗粒,采用恒流模式在2A12铝合金表面制备陶瓷膜层.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、租糙度仪、硬度计、极化曲线等手段研究CeO2颗粒对2A12铝合金微弧氧化陶瓷膜层微观形貌、组织、租糙度、硬度和耐蚀性的影响.实验结果表明:添加CeO2使膜层表面微孔直径减小,膜层粗糙度下降,厚度增加.CeO2颗粒进入膜层中大部分以CeO2化合物沉积形式存在,微量CeO2参与反应以CeO、CeAl11O8化合物形式存在.CeO2颗粒具有促进γ-Al2O3向a-A12O3转变的作用,从而提高了膜层的硬度.当CeO2浓度为3～4 g/L时膜层耐蚀性能较好.
关键词:
微弧氧化
,
二氧化铈
,
硬度
,
耐蚀性
