熱氧化處理對新型醫(yī)用Ti-12Zr合金性能的影響.pdf

1、目的： 研究不同熱氧化溫度對Ti-12Zr合金耐腐蝕性能以及表面硬度的影響，觀察合金表面氧化膜形貌，分析獲得合適加熱溫度，為Ti-12Zr合金的臨床工藝提供參考。 材料和方法： 材料為湖南省稀土金屬研究所提供的實(shí)驗(yàn)組Ti-12Zr合金（wt.％）和由陜西省寶雞市慶源有色金屬加工廠提供的對照組Ti-6Al-4V合金（wt.％），按照常溫組、200℃、400℃、500℃、600℃和800℃隨機(jī)分為六組，其中每組四個(gè)樣

2、品，每組在所設(shè)定的溫度下加熱45分鐘后隨爐冷卻至常溫。 借助場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）和X射線能譜儀（EDS）分別觀察每組樣品氧化膜表面形貌和分析主要成分變化，運(yùn)用數(shù)顯顯微硬度計(jì)測定表面氧化層維氏硬度值，以及在ISO/TR10271標(biāo)準(zhǔn)人工唾液中應(yīng)用CHI660B電化學(xué)工作站測定電化學(xué)腐蝕的極化曲線，分析得出腐蝕電位（Ecorr）。 通過比較不同溫度下各組合金的耐腐蝕性能和表面硬度變化，分析相應(yīng)氧化膜形貌，得出Ti-1

3、2Zr合金具有參考價(jià)值的熱氧化溫度。 結(jié)果： 從兩組合金表面顏色變化了解到通過熱氧化處理可以得到不同厚度的鈦合金氧化膜。SEM觀察和EDS能譜分析結(jié)果顯示Ti-12Zr合金在不高于500℃的熱處理后表面氧含量緩慢增加，可獲得致密均勻的氧化膜，而在600℃和800℃時(shí)氧化膜變得疏松，附著性差，穩(wěn)定性下降，肉眼觀察光澤度喪失。 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，Ti-12Zr合金的耐腐蝕性能最初隨著熱氧化溫度的增加而逐漸加強(qiáng)，在500℃

4、時(shí)腐蝕電位達(dá)到最大值，后隨著溫度的升高腐蝕電位下降，且下降趨勢大，耐腐蝕性能降低，比Ti-6AL-4V合金差。高于500℃的熱氧化處理對Ti-12Zr合金表面硬度有增強(qiáng)作用（P<0.05），且相同溫度下的熱處理后Ti-12Zr合金的表面硬度弱于Ti-6Al-4V合金（P<0.05）。 結(jié)論： 新型醫(yī)用Ti-12Zr合金在不高于于500℃的熱氧化處理可獲得性能優(yōu)異的氧化膜，在人工唾液中的耐腐蝕性能隨溫度的增加而加強(qiáng)，強(qiáng)于相