激光复合加工对7050铝合金膜-基结合性能影响的研究

采用激光冲击、微织构加工、激光复合加工分别对7050铝合金进行了表面处理。在处理后的7050铝合金上制备了TiAlN涂层。利用划痕仪检测了三种表面处理技术下的膜-基结合强度。结果表明:三种表面处理技术都提高了材料的膜-基结合强度。当激光冲击采用3.89 J能量,微织构采用相离的搭接方式与5 W的激光功率时,膜-基结合力达到32.1 N,为未经处理时的2倍以上。

金刚石薄膜与硬质合金刀具膜-基结合性能研究进展

薄膜与基体间的界面结合性能是决定薄膜性能的关键因素。如何提高膜-基界面结合强度,保证刀具正常使用寿命,已成为金刚石涂层工具产业化亟待解决的主要问题。文章综述了影响金刚石薄膜附着性能的主要因素,总结了近年来在金刚石薄膜与基体间附着力研究方面的主要进展,并对金刚石薄膜未来发展趋势进行了展望。

喷砂预处理钛合金表面类金刚石薄膜的制备及性能研究

目的利用等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)技术,在不同粗糙度医用钛合金表面制备类金刚石薄膜(diamond-like carbon film,DLC),并对类金刚石薄膜的膜-基结合力、电化学腐蚀行为及生物学行为进行研究,探索基底材料喷砂预处理对于表面制备的类金刚石薄膜是否是一种有效改性方法。方法通过不同粒度的Al2O3在一定条件下喷砂钛合金表面,制备出不同粗糙度表面的钛合金片,采用PECVD技术在其表面制备类金刚石薄膜。通过扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪、表面性能测试仪和电化学方法检测各组样品的物理化学性能表征;利用MTT比色法、荧光染色法进行薄膜表面生物学行为的评价。结果将DLC沉积在喷砂预处理的钛合金表面,可以明显增强类金刚石的膜-基结合力,最高达到45N;耐腐蚀性研究中,表面沉积DLC的钛合金实验组腐蚀电位均正向大于未沉积DLC的钛合金组(P<0.05);生物学行为研究中,在60#Al2O3喷砂处理钛合金表面沉积DLC的S60实验组细胞增殖状况最佳,明显大于未喷砂S0组(P<0.05)。结论将钛合金基底喷砂预处理后沉积DLC,可以提高类金刚石薄膜的膜-基结合力、耐腐蚀性及生物相容性,是一种有效的医用钛合金表面改性方法,具有潜在的临床应用价值。

微弧氧化对常规和超细TiNi合金表面性能的影响

研究微弧氧化-水热处理对常规TiNi合金和超细晶TiNi合金表面形貌、膜-基结合力和抗微动摩擦磨损性能的影响。结果表明:与常规TiNi合金微弧氧化涂层相比,超细晶TiNi合金微弧氧化涂层表面具有较高的n(Ca)/n(P)(0.85)、较低的摩擦因数(0.027)、较高的膜基结合力(10 N)、较高的抗微动摩擦磨损性(磨痕宽度0.27 mm);在经过48 h的水热处理后,超细晶TiNi合金微弧氧化涂层表面具有较高的n(Ca)/n(P)(1.79),接近标准HA的n(Ca)/n(P)(1.67);TiNi合金的组织超细化能大幅度提高TiNi合金微弧氧化-水热处理涂层表面的抗微动摩擦磨损性和表面活性。

纯钛材与大变形纯钛材微弧氧化膜层的力学性能研究

采用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了含钙、磷的多孔氧化膜层,研究膜层的微观形貌、硬度、膜基结合力、滚动摩擦磨损性能等性能,探讨钛基材组织细化对其膜层结构及力学性能的影响。结果表明:与纯钛材微弧氧化膜层相比,大变形纯钛材微弧氧化膜层表面微纳米尺度的孔洞更多,孔隙率更高(10.84%vs.9.68%),孔洞孔径更小(8.67μm vs.9.68μm),表面更平坦,锐钦矿相含量更高(43.13%vs.37.74%),膜-基结合能力更强(17 N vs.8N),摩擦系数较低(0.338 vs.0.358),耐磨性能更优,以上的膜层结构及力学性能的改善归因于其钛基材大变形化提高了晶体缺陷。

超细晶纯钛阳极氧化表面性能研究

研究了常规纯钛和超细晶纯钛阳极氧化表面的形貌、膜-基结合力、抗腐蚀性能和微动摩擦磨损性能。结果表明:与常规纯钛氧化表面相比,超细晶纯钛氧化表面具有更多纳米尺度孔穴,更高的膜-基结合力(后者是前者的2倍),更高的抗模拟体液电化学腐蚀性能(后者的腐蚀速率是前者的2/5),更低的摩擦系数(0.12:0.34)、更高的耐磨性。分析认为,以上性能变化是纯钛组织超细化提高其晶体缺陷(内能)所致。