醫(yī)用鈦合金表面陽極氧化膜的制備工藝及性能研究.pdf

1、本文運用恒壓陽極氧化法在Ti6Al4V(TC4)合金表面制備了彩色陽極氧化膜，并討論了各種工藝參數(shù)對氧化膜色彩均勻性以及膜層性能的影響。采用環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)等儀器測試了表面處理后，試樣表面形貌、成分和結(jié)構(gòu)。同時分析了表面預處理及封孔后處理工藝對氧化膜質(zhì)量的影響。 實驗結(jié)果表明：TC4合金在堿性、酸性及中性電解液中均能均勻著色。電解液對氧化膜的溶解能力適中，有利于形成較厚且致密的氧化膜。而電

2、解液濃度、溫度高將加速氧化膜的生長，但電解液濃度過高，容易產(chǎn)生燒蝕的膜層缺陷，而溫度過高也將導致膜層疏松多孔。氧化膜的生長速度隨處理時間的延長而逐漸減慢，最終與膜層溶解速度達到平衡。根據(jù)各因素對氧化膜耐蝕性能的影響，確定的最佳處理工藝參數(shù)為0.1mol/LH3PO4電解液，溫度為20℃左右，氧化處理時間為5min。 XPS研究表明，鈦合金陽極氧化膜表面為單一的TiO2，并以晶態(tài)和非晶態(tài)的形式存在于氧化膜中。隨著氧化膜深度的增加，

3、內(nèi)部氧化越來越不充分，TiO2的含量減少，并逐漸出現(xiàn)Ti2O3、TiO。并且陽極氧化處理明顯增厚了表面氧化膜。 利用色度學以及計算機圖像處理技術(shù)，編寫了顏色RGB數(shù)值識別器，對著色產(chǎn)品色彩進行數(shù)據(jù)化判別，得到顏色數(shù)值信息，進行色差分析。結(jié)果表明計算機對陽極氧化著色試樣的色彩進行識別分析不僅操作簡便、快捷、結(jié)果準確可靠；而且成本低廉，對測試樣品本身的尺寸、平整度、表面質(zhì)量等也幾乎不作要求，可以用于表面質(zhì)量不高的一般工業(yè)產(chǎn)品的顏色測