医用镍钛合金表面多层薄膜的制备及摩擦磨损和耐腐蚀性能

采用阳极氧化技术和射频磁控溅射技术在NiTi合金表面分别制备了TiO2薄膜以及Ti/TiN/TiO2多层薄膜。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验仪及电化学工作站等仪器对薄膜的形貌、结构、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,NiTi合金经表面处理后,其摩擦磨损性能和耐腐蚀性能均得以不同程度的改善,其中阳极氧化和磁控溅射复合处理的NiTi合金的耐磨性和耐蚀性具有最佳的配合。

超声场下磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响

目的通过表面改性处理来减小镍离子溢出对人体产生的危害,同时提高其力学及生物性能。方法采用超声磷化技术在镍钛合金表面制备磷化膜,研究磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、摩擦磨损仪及电化学工作站等仪器对表层的形貌、结构、成分、耐腐蚀性、耐磨性、生物活性进行表征。结果超声磷化最优磷化时间为1 h,生成的磷化膜均匀、致密、完整,呈细小短棒状,其厚度约为17.5μm,自腐蚀电位由基材的-0.72 V提高到-0.3229 V,自腐蚀电流密度下降了2个数量级,摩擦系数稳定在0.12左右,相比于基材的0.50,降低了很多。磷化膜浸泡在SBF中30天后,成功吸附了细小、均匀、致密的类羟基磷灰石。结论超声磷化处理能明显改善镍钛合金的耐蚀性能、耐磨性能以及生物性能。

超声场对316L不锈钢表面磷化组织和性能的影响

为了改善316L不锈钢的生物医用性能,通过引入超声波辅助磷化处理,在316L不锈钢表面制备磷化膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机及电化学工作站等对磷化膜的形貌、结构、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:经过磷化处理后,316L不锈钢的表面摩擦磨损性能和耐腐蚀性能均有不同程度的提高,其中在超声波辅助下磷化处理的316L不锈钢,其摩擦系数由基材的0.574下降至0.122,耐磨性最好,且其自腐蚀电位最高、自腐蚀电流下降了1个数量级。因此,超声场能显著提高磷化速度,获得的磷化膜更致密、均匀,同时具有更好的耐磨性和耐蚀性能。

基材前处理活化时间对镍钛合金表面超声磷化膜组织及性能的影响

为对镍钛合金在生物医用领域使用性能及生物相容性进行改善,对镍钛合金进行超声磷化处理,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损仪及电化学工作站等对磷化膜表面的形貌、微观结构、成分、耐蚀性、耐磨性、镍离子释放量进行检测与分析,研究了重要参数基材前处理活化时间对磷化膜组织及性能的影响。结果表明:最佳活化时间为30 s,制得的磷化膜平直、致密、完整,其厚度约为18μm,其形貌为小细棒堆叠状,磷化膜的自腐蚀电位为-0.32 V,相比基材提高了0.40 V左右,自腐蚀电流密度较基材的降低了2个数量级,摩擦系数由基材的0.503 3降低到0.125 9左右;在模拟体液(SBF)中浸泡30 d,与基材的镍离子释放量1.847μg/m L相比,最优磷化膜的镍离子释放量减少到0.183μg/m L,下降了1.664μg/m L,显著提高了镍钛合金的表面生物相容性;最优活化时间下的超声磷化处理明显改善了镍钛合金表面的耐腐蚀性能、耐磨性能以及生物相容性。

医用NiTi合金表面无镍TiO_2层的制备与表征

采用低温去合金化法在镍钛合金表面制备了无镍层。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光电能谱仪(XPS)及电化学工作站等仪器对表层的形貌、结构、元素、耐腐蚀性、生物活性及血液相容性进行了研究。结果表明,镍钛合金经过去合金后,可以在合金表面制备无镍层,耐腐蚀性能也得到了改善,并经过800℃退火可得到金红石型TiO_2;去合金试样表面具有诱导Ca/P沉积的能力,且抗凝血性得到显著提升,凝血时间从基材的45min延长到60min以上。

水浴淬火工艺对φ0.8 mm KSC72A钢丝组织与性能影响

采用聚合物水溶液淬火介质代替铅浴用于φ0.8 mm KSC72A钢丝的淬火,借助光学显微镜、SEM、显微硬度计、万能电子拉力试验机等仪器研究了水浴淬火工艺参数对钢丝显微组织、显微硬度、抗拉强度及断面收缩率的影响。结果表明:在聚合物浓度为9%,温度为90℃的水溶液淬火介质中,收线速度为68 m/min,水浴槽长度为20 cm的钢丝组织与性能达到铅浴淬火工艺水平,因此,可以取代铅浴淬火用于0.8 mm KSC72A钢丝。

AQ110聚合物淬火介质冷却特性及其应用

采用KR-SQTAⅡ型淬火介质冷却特性测试仪,系统测定AQ110聚合物淬火介质在不同浓度与温度下的冷却曲线,并根据冷却特性值来表征不同浓度与温度的冷却特性。结果表明：当淬火介质温度为70~95℃时,浓度对高温冷速没有显著影响,但温度升高可以使其蒸汽膜破裂温度从650℃降低到400℃;淬火介质浓度在5%~20%之间升高时,淬火介质温度升高降低高温冷速,且降低蒸汽膜破裂温度;综合分析合适的淬火介质浓度为10%,温度为90℃。KSC72A钢丝经优化后的淬火介质淬火0.4 s后,可以获得均匀细小的索氏体组织。