鎳鈦合金表面三氧化二鋁微弧氧化膜的制備及性能研究.pdf

1、NiTi合金由于具有顯著的形狀記憶效應和超彈性而被廣泛的應用在生物器械上，但是植入人體后會遭受腐蝕，釋放出對人體有害的Ni離子，并且NiTi合金的彈性模量高于人骨，與人骨的力學性能不匹配。為了解決上述的兩個缺點，本文采用微弧氧化的方法在NiTi合金表面制備了Al2O3陶瓷膜層，采用X射線衍射儀、X射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡、EDS能譜對膜層的組織結構和表面形貌進行了研究，利用動電位極化曲線試驗對膜層的耐腐蝕性能進行了分析測試，采用納

2、米壓痕法對NiTi合金表面的顯微硬度和彈性模量進行了分析測試，采用拉伸實驗法對膜層與基體的結合強度進行了測試。
　　以NaAlO2和NaH2PO2的混合溶液作為電解液對NiTi合金進行微弧氧化處理，在NiTi合金表面制備了一層陶瓷膜層，所制備的膜層為典型的微弧氧化多孔形貌，微弧氧化膜層的微孔數(shù)量和孔徑隨著工藝參數(shù)的變化呈現(xiàn)規(guī)律性的變化；經(jīng)過微弧氧化處理后，Ni、Ti的含量明顯降低，Al、O的含量明顯提高，并且膜層厚度隨著正向處理電

3、壓、NaH2PO2濃度、占空比、電源脈沖頻率的變化呈規(guī)律性的變化；膜層的成分主要是γ-Al2O3，衍射峰的強度隨著占空比的增大而增大，隨著正向電壓的增大而增大，隨著NaH2PO2濃度的增大衍射峰的強度增大，隨著頻率的增大，衍射峰的強度降低。
　　經(jīng)過微弧氧化處理后NiTi合金的耐腐蝕性能總體上優(yōu)于未經(jīng)過微弧氧化處理的NiTi合金，而且隨著電解液濃度、正向電壓、電源脈沖頻率、占空比變化呈規(guī)律性的變化，當正向電壓為420V，占空比為4

4、5％，電解液濃度為0.03M，電源頻率為100Hz時膜層的耐腐蝕性能比未經(jīng)過微弧氧化處理的NiTi基體提高了兩個數(shù)量級。
　　NaAlO2濃度為0.15M、NaH2PO2濃度為0.03M，電源正向電壓330-420V，頻率100-700Hz，占空比15%-45%，膜層與基體的結合強度都大于45Mpa，過大的電源脈沖頻率、過大的電源正向電壓和NaH2PO2濃度都使膜層與基體的結合強度降低。微弧氧化形成的膜層的顯微硬度和彈性模量均低于