铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜的性能

利用交流微弧氧化装置对铝酸盐体系中的AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理，并通过扫描电镜、表面性能测试仪和电化学测试技术等研究了氧化时间和电流密度对微弧氧化膜层表面形貌、厚度、耐蚀性、摩擦磨损性能和结合力的影响．实验结果表明，随着氧化时间和电流密度的增大，在铝酸盐体系中镁合金微弧氧化膜层表面微孔的数量减少，但微孔直径和表面粗糙度增大．微弧氧化膜层的厚度约为4-16μm；膜层与基体的结合力均在20N以上．微弧氧化膜层的耐磨性和耐蚀性随氧化时间和电流密度的增大呈先升高后降低的趋势．镁合金在铝酸盐体系中微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间40min、电流密度0．20A／cm^2.     

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为

在3种不同电解液体系中,对AZ91D镁合金表面分别进行微弧氧化处理而得到氧化物陶瓷膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其表面形貌和相组成进行分析,利用划痕仪测试氧化膜与镁合金基底的结合强度,并用电化学工作站分析氧化膜在模拟人体体液中的腐蚀性能.结果表明:在不同电解液体系中所获氧化膜的表面结构和组成不同;随着氧化时间的延长,微弧氧化涂层与基底的结合力先逐渐增加而后趋缓;微弧氧化处理可明显提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能.     

偏钒酸铵对镁合金微弧氧化着色膜的影响

在硅酸盐体系电解液中加入偏钒酸铵,研究镁合金表面所成微弧氧化膜的颜色及其变化,探讨偏钒酸铵质量浓度变化对膜层外观质量、膜厚、微观形貌、物相组成及耐蚀性的影响.结果表明:NH4VO_3的加入使得微弧氧化膜呈现出一定的彩色,膜层中MgV2O_5、Mg3V2O_8和AlVO_3等物相的生成是导致膜层呈现彩色的根本原因;NH4VO_3质量浓度的增加,使得膜层的厚度不断增大,耐蚀性出现波浪变化的形式,但总体上呈不断增大的趋势,膜层的耐蚀性比镁合金基体高出8倍.     

微弧氧化法制备镁基羟基磷灰石/碳纳米管复合生物涂层及其性能研究

 通过化学沉淀法制备了羟基磷灰石/碳纳米管纳米(HA/CNTs)复合粉体,并作为电解液的添加剂,采用微弧氧化方法(MAO)制备了镁合金表面MAO/HA/CNTs 复合活性涂层。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和电化学工作站,研究所制备的复合粉体的形貌和物相组成、复合粉体对微弧氧化涂层表面形貌和在模拟体液(SBF)中耐腐蚀性能和生物活性的影响。结果表明,所制备的HA/CNTs 复合粉体结晶良好,无其他杂质相;复合粉体在微弧氧化过程中沉积在样品表面,对微弧氧化涂层起到封孔作用。MAO/HA/CNTs 样品的腐蚀电位为-1.50 V,经过30 天的SBF 浸泡后,表面沉积了大量的亚微米级别的颗粒沉积物,相比于镁基体和MAO 样品具有更好的生物活性和耐腐蚀性。     

微弧氧化生物活性TiO2基纳米结构表面磷灰石诱导能力与药物上载及释放简

钛因优异的力学性能及良好的生物相容性而被用于代骨生物材料,但其生物惰性限制了它的进一步应用。对钛表面进行微弧氧化-水热改性处理生成复合涂层,可以有效提高钛材的生物活性。本文以Ca（H2 PO4）2＋Ca（CH3 COO）2＋EDTA-2Na＋NaOH为电解液,在纯钛表面制备TiO2基含钙磷微弧氧化涂层（CP）,再经后续水热处理改性,得到具有纳米结构的复合改性涂层;通过模拟体液浸泡实验,以研究不同表面结构复合涂层的磷灰石诱导能力。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子谱和傅里叶变换红外光谱手段对试样进行详细分析。结果表明,经过水热处理的微弧氧化涂层较CP涂层表现出更好的生物活性,微弧氧化-水热涂层在模拟体液中浸泡3d均能在涂层表面长满磷灰石。此外,为解决植入体导致的炎症问题,进一步分析了涂层表面上载抗生素药物及其缓释机制。     

不同电压下CrO3对镁合金微弧氧化膜的影响

在硅酸盐体系电解液中加入CrO3制备微弧氧化膜,并研究不同电压下CrO3对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响.结果表明:硅酸盐系电解液中CrO3的加入使膜层中生成新的物相MgCr2O4,该物相具有尖晶石结构,有利于提高膜层的耐蚀性,且CrO3加入后获得绿色的微弧氧化膜,其中起显色作用的物质就是MgCr2O4.随着CrO3...     

羟基磷灰石／二氧化钛生物复合涂层的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在经过微弧氧化预处理的钛基体表面制备HA/TiO2生物复合涂层,观察了涂层的表面及截面微观形貌,测定涂层的表面成分和涂基结合力,并且进行了体外溶解性实验.结果表明:涂层表面涂覆均匀,无明显裂纹;涂层截面层次清晰,涂基结合力较高,可以达到40N左右;涂层在模拟体液中有较好抗体液溶解性和生物相容性,可以提高材料的植入寿命,是一种理想的生物涂层材料.     

微弧氧化生物活性TiO_2基纳米结构表面磷灰石诱导能力与药物上载及释放

钛因优异的力学性能及良好的生物相容性而被用于代骨生物材料,但其生物惰性限制了它的进一步应用。对钛表面进行微弧氧化-水热改性处理生成复合涂层,可以有效提高钛材的生物活性。本文以Ca(H2PO4)2+Ca(CH3COO)2+EDTA-2Na+NaOH为电解液,在纯钛表面制备TiO2基含钙磷微弧氧化涂层(CP),再经后续水热处理改性,得到具有纳米结构的复合改性涂层;通过模拟体液浸泡实验,以研究不同表面结构复合涂层的磷灰石诱导能力。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子谱和傅里叶变换红外光谱手段对试样进行详细分析。结果表明,经过水热处理的微弧氧化涂层较CP涂层表现出更好的生物活性,微弧氧化-水热涂层在模拟体液中浸泡3d均能在涂层表面长满磷灰石。此外,为解决植入体导致的炎症问题,进一步分析了涂层表面上载抗生素药物及其缓释机制。     

三氧化钼和钼酸钠对镁合金微弧氧化膜的影响

在硅酸盐体系中分别添加三氧化钼和钼酸钠,对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,对比研究钼质量浓度相同的三氧化钼和钼酸钠对微弧氧化膜耐蚀性的影响.通过TT260涂层测厚仪、SEM和XRD分别检测膜层厚度、表面形貌和物相组成.采用点滴和电化学实验研究膜层的耐蚀性.结果表明:电解液中加入钼质量浓度相同的MoO_3和Na_2MoO_4后,膜层点滴耐蚀性均有所降低,但电化学耐蚀性均增加,且二者添加量均为最少时膜层耐蚀性最佳.相比MoO_3,加入钼质量浓度相同的Na_2MoO_4所得膜层耐蚀性更佳,在添加0.42g/L Na_2MoO_4时制得膜层其腐蚀电流密度比无添加剂时的低约7倍,比基体的低约1个数量级.故加入Na_2MoO_4的性价比更高.此外,这2种添加剂的加入,均可在AZ91D镁合金表面制得浅棕色的膜层,起显色作用的物质是MoO2.     

不同体系下铸造铝合金微弧氧化陶瓷膜层腐蚀性能

在硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐体系中分别对铸造铝合金进行微弧氧化L9(34)正交试验,分别找到三体系中最优的试样,再对基体和三个试样进行腐蚀试验,结果表明:在腐蚀条件相同情况下,微弧氧化试样的耐腐蚀性能与基体相比有显著提高,且在硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐体系中微弧氧化处理的试样的耐蚀性能依次增强。     

In-vitro assessments of micro arc oxidized ceramic films on AZ31 magnesium implant : Degradation and cell-surface response

In this research,phosphate and silicate based ceramic flms were synthesized via micro arc oxidation(MAO) method on the surface of the magnesium alloy.With the aim of orthopedic application of these coatings,corrosion behavior of them was investigated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy in simulated body fuid(SBF) environment.The results indicated better corrosion resistance of the phosphate flm compared to the silicate flm.Moreover,based on immersion tests,less pH and weight changes were obtained for the phosphate coating.Osteosarchoma(G292) Cell response of the coated specimens showed better cell morphology on the surface of the phosphate flm than silicate flm after 6 and 24 h of culture.This was related to the more surface roughness and less degradation rate of the phosphate flm compared with silicate coating.     

Corrosion mechanism of micro-arc oxidation treated biocompatible AZ31 magnesium alloy in simulated body fluid

The rapid degradation of magnesium(Mg) based alloys has prevented their further use in orthopedic trauma fixation and vascular intervention,and therefore it is essential to investigate the corrosion mechanism for improving the corrosion resistance of these alloys. In this work, the effect of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of micro-arc oxidation(MAO) with different voltages were carried out to obtain biocompatible ceramic coatings on AZ31 Mg alloy. The effects of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of MAO samples in the simulated body fluid(SBF) were studied systematically. Scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffractometer(XRD)were employed to characterize the morphologies and phase compositions of coating before and after corrosion. The results showed that corrosion resistance of the MAO coating obtained at 250 V was better than the others in SBF. The dense layer of MAO coating and the corrosion precipitation were the key factors for corrosion behavior. The corrosion of precipitation Mg(OH)2and the calcium phosphate(Ca–P) minerals on the surface of MAO coatings could enhance their corrosion resistance effectively. In addition, the mechanism of MAO coated Mg alloys was proposed.     

频率和占空比对镁合金微弧氧化的影响

采用涡流测厚仪、扫描电镜、能谱仪、电化学工作站等,研究了频率和占空比对镁合金微弧氧化膜的厚度、表面形貌和耐蚀性的影响规律。结果表明,随频率的增大,膜层厚度变化不大,但是表面孔径和表面粗糙度都减小,耐蚀性增强;随着占空比的增大,膜层厚度有所增加,表面孔径和表面粗糙度增大,耐蚀性呈先增强后下降的趋势。     

电解液中Ce(NO_3)_3/Ce_2(SO_4)_3的含量对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

在硅酸钠-氢氧化钠电解液中以Na5P3O10作为稳定剂,通过改变Ce(NO3)3/Ce2(SO4)3的含量对Ti6Al4V合金进行微弧氧化,用XRD、SEM、EDS对试样表面所获得的氧化膜进行表征,并研究电解液中不同Ce(NO3)3/Ce2(SO4)3含量对氧化膜表面形貌的影响.结果表明,随着电解液中Ce3+的加入量增加到0.3 g/L,氧化膜表面的致密性减小,在此基础上加入0.5 g/L的Na5P3O10时,氧化膜致密性增加.EDS分析结果显示,膜层含有Ti、Na、Al、Si、P、O及Ce等元素;XRD分析结果表明,氧化膜的相组成为Ti、锐钛矿以及金红石.     

MB8镁合金微弧氧化-电泳涂装复合膜层耐蚀性研究

采用微弧氧化-电泳涂装复合工艺,在MB8镁合金表面上形成防护性复合膜层。SEM观测表明,电泳漆膜与微弧氧化膜紧密结合,且均匀地覆盖了表层。动电位极化和浸泡试验结果表明,复合膜层的耐蚀性明显优于微弧氧化膜。     

铝酸钠浓度对镁微弧氧化膜组织与性能的影响

在NaAlO2溶液中于恒压条件下对镁进行了微弧氧化处理，研究了NaAlO2浓度对微弧氧化膜表面形貌、相组成和表面硬度的影响，并对不同NaAlO2浓度下所得的微弧氧化膜的耐蚀性进行了表征．结果表明：随着NaAlO2浓度的升高，微弧氧化膜表面的孔洞明显减少，致密性增强，表面硬度显著提高；微孤氧化膜主要由MgO和MgAl2O4相组成，随着NaAlO2浓度的升高，MgAl2O4相所占的比例逐渐增大；在质量分数为3．5％的NaCl溶液中，随NaAlO2浓度升高，所得微弧氧化膜的腐蚀电位逐渐增高，表明耐蚀性逐渐增强，与未处理的试样比较，其耐蚀性有较大提高．     

微弧氧化时间对Ti6Al4V合金表面生物薄膜的影响

为了改善钛合金表面的生物学性能,试验采用微弧氧化的方法在Ti6A l4V合金的表面生成一层富含Ca和P的生物氧化薄膜.研究了在恒流模式下不同氧化时间对膜层的形貌、厚度、元素以及相的组成变化的影响.研究结果表明:随着氧化时间的增加,膜层逐渐变得凹凸不平;膜厚的增速变缓;Ca质量分数呈线性增长;P质量分数呈递减式增长;锐钛矿TiO2的相对含量先增长,然后逐渐减少.     

电源参数及KF和SiC纳米颗粒对ZK60 镁合金微弧氧化膜的影响

对ZK60镁合金在硅酸盐体系、不同的电源参数情况下进行微弧氧化研究.通过实验分析,得到如下结果:微弧氧化时间对膜层的耐蚀性能有较大的影响.当膜层生长到一定厚度后,耐蚀性随微弧氧化时间的延长而变差;当电流较小时,膜层均匀,孔洞较小,当电流增大时,膜层粗糙,孔洞变大,并且容易产生裂纹;KF对镁合金微弧氧化膜层的生成有很好的促进作用,当加入KF为12g/L时,膜层厚度较没加KF增加一倍多,耐蚀性也得到很大提高.当F-浓度过高时,生成的膜层粗糙,而且容易脱落.在电解液中加入纳米SiC颗粒对微弧氧化膜层的厚度和耐蚀性无明显影响.     

纯铝表面ZrO2复合微弧氧化膜层制备及性能研究

 以纯铝为基材,在微弧氧化电解液中添加不同含量的纳米ZrO₂颗粒进行微弧氧化,制备了ZrO₂复合微弧氧化膜层。采用SEM 和EDS 观察并分析微弧氧化复合膜层表面形貌和膜层成分,研究不同含量纳米ZrO₂颗粒的添加对微弧氧化复合膜层硬度和耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化膜及其复合膜层表面粗糙不平,纳米ZrO₂颗粒的添加使得微弧氧化复合膜层裂纹减少,孔径减小,硬度和耐蚀性提高。     

不同电压下制备等厚微弧氧化膜层的能耗及膜层的耐蚀性

首先对硅酸盐体系中的AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,然后通过调节电压制备厚度均为25 μm和厚度均为40 μm的两组微弧氧化膜层,并针对这两组等厚度膜层的制备时间、能耗、质量厚度比及耐蚀性随电压的变化规律等进行对比研究.结果表明:随着电压的增大,两组等厚度膜层的制备时间均缩短,能耗均降低.相对于厚度均为25 μm的膜层,厚度均为40 μm的膜层的制备时间更长、能耗更大,同时因40 μm膜层较低的致密性,其在氯化钠介质中的耐蚀性较差,但其较厚的厚度使得膜层在硝酸介质中显现出更为优异的耐蚀性能.