不同镀层金刚石与铜基粉末烧结制备的锯片刀头性能及机理

为了研究金刚石表面不同镀层对锯片刀头性能的影响及作用机理,分别对金刚石作了化学镀Ni、真空微蒸发镀Ti及Ti-Ni复合镀处理,并与铜基粉末混合烧结制备了锯片刀头。分别采用L30W/TMP扫描电镜、自制的3点抗弯机和热蚀法,对锯片刀头的锋利度、抗弯强度、耐热蚀性进行了探讨。结果表明:金刚石镀覆后制备的锯片切削性能、胎体对金刚石的把持力比金刚石锯片均有不同程度的提高;高温下,镀覆层对金刚石起到了一定的保护作用,镀Ni金刚石的锯片金刚石脱落较严重,镀Ti金刚石锯片的锋利度提高不大,Ti-Ni复合镀金刚石锯片切割速度最快,较前2种分别提高了67%和56%,且加工质量最好。金刚石表面Ti-Ni复合镀是提高铜基金刚石锯片性能的最有效措施之一。

TiO_2微弧氧化膜的生长过程及特性变化

为了进一步研究钛材表面TiO_2微弧氧化膜的生长过程和生长模式,采用物理分析技术分析了其微弧氧化过程中不同放电阶段膜表面的形貌、膜层厚度、相成分、表面粗糙度和硬度的变化。结果表明:TiO_2多孔膜最初以孤立的岛状生长模式生长,随微弧氧化反应的进行,孤立的岛状氧化膜彼此相连接,膜表面形貌和厚度逐渐趋于一致,氧化膜的孔径、厚度、粗糙度和硬度均有增加;膜的相成分由亚稳的锐钛矿向高温下更加稳定的金红石转变,羟基磷灰石(HA)的量逐渐增加;TiO_2膜所呈现的特性与微弧氧化过程中不同阶段的放电特性密切相关。

钛表面微弧氧化结构和成分对其润湿性的影响

通过改变微弧氧化过程中的电压及电流在钛表面分别制备了羟基磷灰石(HA)和TiO2涂层,为分析表面不同结构和成分对材料润湿性的影响,利用超声清洗制备了具有多孔结构的HA。结果表明:对于不同形貌的HA涂层,花瓣状结构HA的润湿性优于多孔结构,且HA的花瓣越大、致密性越高,其润湿性越好;而与多孔结构的TiO2相比,HA涂层的接触角更小,润湿性更好。

钛表面微弧氧化TiO_2/HA复合层的制备

为提高钛植入体材料的生物相容性,对钛表面进行微弧氧化处理,在钛表面生成了不同形貌的羟基磷灰石(HA).在氧化时间、频率和占空比一定,电解液中钙磷比为2时,通过对不同电压微弧氧化后钛表面的氧化层进行SEM、EDS、XRD、粗糙度和接触角检测,分析电压对氧化层的形貌、元素、物相组成、表面粗糙度和润湿性的影响;对不同电压、电流、电解液浓度微弧氧化的氧化层进行SEM观察,探究电压、电流和电解液浓度对HA的形成的影响;并探讨了HA的形成速率变化.结果表明:电压、电流和电解液浓度任意两个变量固定,另一变量增加到一定值均可在钛表面生成HA,且三者任一变量增加均可提高HA在氧化层表面的形成速率;电压增加可使表面粗糙度增加,并有效减小材料表面的接触角,提高材料的润湿性.

羟基磷灰石/壳聚糖复合层的制备及其结合力、润湿性研究

通过微弧氧化处理,在Ti植入体表面制备了兼具花瓣和多孔形貌的羟基磷灰石(HA)涂层,而后通过浸渍-提拉法又在HA表面成功装载了不同浓度的壳聚糖(CS)。对所得复合层进行SEM、EDS、XRD检测,探究负载CS前后复合层的的形貌、组成及物相变化;通过FT-IR分析复合层所含官能团及HA/CS界面的相互作用;并对不同HA/CS样品进行接触角测试,探究不同CS浓度对样品表面润湿性的影响;通过划痕法测试CS与HA的界面结合强度。结果表明,随着CS浓度增大,可逐渐遮盖HA层的花瓣、多孔形貌特征,使得钛表面形成光滑、连续的CS膜层;HA和CS之间有一定的键合作用,界面结合力可达8.3N;CS的负载可有效降低HA层的表面润湿性,且随着CS浓度增大,表面润湿性不断降低。