医用多孔钛合金表面改性技术研究进展

多孔钛合金拥有良好的力学性能，能够降低“应力屏蔽”效应，促进与组织的结合，但其功能化方面还存在不足。表面改性能够通过改造材料表面形貌或在材料表面负载功能成分等形式，赋予材料良好的成骨、抗菌及耐腐蚀、耐磨性等功能特性。区别于钛板/棒等致密钛材，多孔钛具有复杂的内部结构，因而，其改性多在流体（液体、气体）介质中进行以实现良好的包覆性。按照表面改性原理及作用成分性质分类，重点介绍了传统与新型医用多孔钛合金表面改性方法及效果，总结分析了不同方法间的优缺点及影响因素等，以期为医用多孔钛合金表面改性提供指导。     

渗钛合金层对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用等离子表面合金化技术在316L不锈钢表面进行渗钛处理,对渗层的结构及其晶间腐蚀性能进行了分析,结果表明,在温度为1000℃、保温时间为3.5h的渗钛条件下形成了表面改性合金层。在不锈钢10%草酸浸蚀试验中,316L不锈钢基体呈现七类凹坑组织Ⅱ晶间腐蚀;而渗钛合金层几乎没有发生晶间腐蚀,显著提高了316L不锈钢的耐晶间腐蚀性能。     

钛合金的摩擦磨损性能及其改善方法

钛合金是航空航天等领域不可替代的重要材料,但摩擦磨损性能的不足限制了其在更广泛工况下的使用。介绍了关于钛合金摩擦磨损性能的传统认识和新的研究进展,综述了有关钛合金磨损机制和摩擦磨损性能的研究成果;总结了改善钛合金摩擦磨损性能的3类常用表面处理方法,即表面改性技术、表面合金化技术和表面涂镀技术;指出了当前钛合金磨损研究和性能改善方面存在的问题及提高钛合金耐磨性的研究方向。     

攀西先进金属材料产业研究

以攀西地区现有钢铁钒钛产业为基础,发展先进金属材料制造产业具备相当的产业基础。可集中开展以下先进金属材料:(1)钒钛金属及其合金材料;(2)钒钛复合材料(复合、改性与表面处理);(3)粉末冶金及硬质合金方向等几个方向。重点突破以钛及钛合金锭熔炼及工艺及装备技术的产业化技术和粉末冶金及硬质合金方向,以推动攀枝花的产业升级。     

双辉等离子表面冶金技术的新进展

总结了近年来双层辉光离子渗金属技术的发展，介绍了以双辉工艺在钛及钛合金表面形成阻燃合金，采用无氢渗碳在钛及钛合金表面形成高硬抗磨层，在纯铁、碳钢等基材表面形成时效硬化高速钢，在纯铜表面形成Ti-Cu耐磨合金等表面冶金新技术。     

离子轰击处理的TC11钛合金表面组织与性能

为提高表面性能 ,对 TC11钛合金进行了离子轰击表面处理 ,运用金相显微镜、扫描电镜和 X射线衍射仪分析了表面改性层的组织结构 ,测定了改性层的显微硬度和深度。结果表明 :TC11钛合金经离子轰击表面处理后 ,表面可获得由 Ti N和 Ti2 N组成的改性层 ,硬度为 60 0～ 80 0HV0 .0 2 ;次表层主要由含氮α相组成 ,渗层厚度为 3 5 0～ 4 0 0μm。表面硬度的提高 ,有利于改善 TC11钛合金的耐磨性     

内皮细胞细胞外基质改性钛表面内皮细胞和血小板的生长行为

实验结合碱活化和钛表面原位构建人脐静脉内皮细胞(HUVECs)细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的方法制备细胞外基质改性的粗糙钛片(Ti-OH-ECM),然后比较粗糙钛(Ti-OH)表面和光滑钛(Ti,对照组)表面构建ECM前后的表面形貌、亲疏水性变化、官能团表征、细胞相容性和血液相容性。结果表明,ECM在钛表面构建成功,粗糙钛表面接触角降低至9°,ECM改性后,粗糙钛片的接触角有显著的增高,具有统计学意义(P0.01);并且ECM在粗糙钛表面沉积的量显著大于对照组表面(P0.01);1 d和3 d的细胞荧光染色结果表明,粗糙钛表面抑制内皮细胞黏附,但是ECM改性后的粗糙钛表面内皮细胞黏附数量高于对照组改性后的表面,并且具有统计学意义(P0.05);与粗糙钛表面比较,ECM改性后的粗糙钛促进平滑肌细胞粘附及增殖;另外,2 h的血小板黏附结果表明,与对照组相比,粗糙钛的血小板黏附数量显著减少(P0.01),ECM改性后的粗糙钛表面进一步抑制血小板黏附及激活(P0.05)。因此,细胞外基质改性的碱活化钛为生物医疗器械提供了一定的研究基础。     

钛和钛合金表面TiO_2纳米管研究进展

综述了在钛及钛合金基体上制备自组装TiO2纳米管的研究进展.对影响纳米管形成的电解液组成、阳极电压、氧化时间、pH值等工艺参数进行了分析,阐述了纳米管形成机制及表面改性(纳米管表面的元素掺杂),介绍了TiO2纳米管在染料敏化太阳能电池、光裂解水制氢、生物医用等方面的应用前景.     

钛合金表面稀土碳纳米管薄膜制备及其摩擦磨损性能分析

使用稀土对碳纳米管进行表面修饰,采用自组装技术在医用钛合金表面制备稀土改性碳纳米管复合薄膜,采用扫描电子显微镜（SEM）及X射线光电子能谱仪（XPS）对稀土改性碳纳米管复合薄膜的形貌及组成进行表征,并使用UMT-2MT型动-静摩擦系数精密测定仪评价薄膜的摩擦磨损性能.结果表明：在钛合金表面能够制备出硅烷薄膜及稀土改性碳纳米管复合薄膜;稀土元素能显著改善碳纳米管的表面活性,并作为基底与碳纳米管的联接介质;稀土改性碳纳米管复合薄膜的摩擦系数约为0.13,减摩效果显著,且薄膜具有良好的耐磨性能.
     

钛钢复合板表面结构及与有机涂层的结合性能

利用高能喷涂技术制备钛钢复合板,喷钛涂层中将不可避免会产生孔隙和裂纹,这将降低钛钢复合板的性能,为此采用几类市售有机涂料以及实验室自制的纳米改性丙烯酸涂料对喷钛涂层进行封孔处理.利用扫描电镜分析了喷钛涂层的表面结构以及与有机涂层的结合形貌,同时通过电化学测试和盐雾试验对比了不同有机涂层/钛钢复合板的耐腐蚀性能.结果表明,采用纳米TiO2,SiO2改性的丙烯酸涂料更适合用作喷钛涂层的封闭涂料,能够与喷钛涂层起协同作用共同保护底材.     

Ti6Al4V表面喷涂钛/玻璃生物涂层形貌特征研究

采用亚音速火焰喷涂方法,在钛合金基体表面制备了钛及钛/玻璃生物涂层,并进行了700℃晶化处理.用SEM和AES观察不同成分及晶化处理前后涂层表面形貌及成分.试验表明:喷涂过程中,高速熔融的钛粉粒子撞击表面能很快润湿铺展,粒子高速飞行易产生大量二次溅射粒子.添加生物玻璃表面润湿性较差,但涂层内贯穿性裂纹减少.晶化处理后发现,添加生物玻璃涂层表面及裂纹缝隙内有长约1μm、宽度为50~100nm的细棒状晶体析出,形成交错搭接网架结构,增加涂层生物活性,裂纹处晶体析出起到了愈合裂纹,阻断基体材料有毒物质钒融入生体通路的作用.     

钛合金表面阳极氧化技术制备羟基磷灰石研究述评

羟基磷灰石与钛合金的结合,可以克服羟基磷灰石自身的缺点。阳极氧化技术是目前研究的热点,它包括阳极氧化法与微弧氧化法两种,本文综合论述了利用阳极氧化技术在钛及钛合金表面制备羟基磷灰石的研究现状,系统分析了阳极氧化技术与其他常用制备羟基磷灰石技术的优点,并对影响因素进行了详细地叙述,进而提出了相应的设想和展望。     

碱处理多孔钛制备磷灰石涂层的研究

采用碱处理法对多孔钛表面改性,在钛基体上产生晶体钛酸钠和无定形金红石,在模拟体液中形成含有羟基磷灰石和磷酸八钙的磷灰石涂层.研究表明:经碱处理的多孔钛二周后显示较强生物活性.     

浅析钛及钛合金产业现状及青海省发展对策

本文介绍和分析了我国钛精矿及利用现状,我国钛及钛合金熔炼（铸锭）、加工概况,在此基础上提出了加快青海省钛及钛合金产业发展的对策：（1）编制青海省钛及钛合金产业发展规划;（2）加快青海省钛及钛合金产业科技创新体系建设;（3）制定优惠政策,积极引进一批钛材加工科技型中小企业,增强青海省钛及钛合金产业发展的综合实力.     

钛合金深冷及冷-热循环处理研究

通过模拟空间特殊环境,对纯钛、TA7,TC4和TC10钛合金在深冷处理及冷-热循环处理环境下的显微组织及力学性能进行了研究;并进行了维氏硬度观察及金相组织、XRD,扫描电镜分析.结果表明:深冷及冷热循环处理可以改善钛合金的显微组织,也可以提高其力学性能,同时冷-热循环处理可以引起纯钛孪晶增生的现象.     

非金属矿物表面改性及应用

矿物表面改性是非金属矿物最重要的深加工技术之一。本文阐述了矿物表面及界面性质、非金属矿物表面改性目的和改性方法，举例说明了表面改性处理对于提高非金属矿物使用价值和拓宽非金属矿物应用领域可行途径。     

改性铝在制氢及去除水中污染物中的应用

金属铝(Al)因储量丰富且具有较低的氧化还原电位,在Al-水制氢及水处理领域得到广泛研究,而Al颗粒表面的致密氧化膜是影响Al还原活性的主要因素.除了酸/碱溶解、合金化及机械球磨等常见的Al表面处理方法,近年来出现的Al表面改性技术被认为是一种经济有效且工艺条件相对温和的Al表面活化方法.本文通过综述Al表面改性方法在Al-水制氢及Al去除水中污染物方面的研究报道,突出了该方法相比于其他Al表面处理方法所存在的优势及不足.同时,对Al表面改性技术在制氢及去除水中污染物中的应用进行了展望,以期促进Al表面改性技术在制氢及水处理领域的研究进展.     

铸造纯钛表面微弧氧化工艺研究

微弧氧化技术可以有效地改善钛合金的表面性能.实验以Na3PO4·12H2O为电解质对铸造纯钛进行微弧氧化.结果表明,不同电压的微弧氧化效果不同,铸造纯钛的微弧氧化的最佳工艺参数为电压275V,电解质浓度15g/L,时间15min.纯钛微弧氧化后表面为一层为致密和一层带有微孔的双层TiO2氧化膜,氧化膜是由于火花放电和排出气体形成的.     

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。     

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。