TiNi合金表面Zr、Mo合金層的制備及其性能研究.pdf

1、TiNi合金憑借良好的形狀記憶效應(yīng)、超彈性、優(yōu)異的生物相容性以及優(yōu)良的抗空蝕性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械、電子、化工、能源、建筑等工程、民用和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是其硬度低、耐磨性不足以及 Ni離子的析出毒性問題，限制了其在人體環(huán)境和其他苛刻使用環(huán)境中的應(yīng)用，例如空蝕。通過表面改性技術(shù)改善其表面性能是一種有效途徑。本文使用雙輝等離子表面合金化技術(shù)，在T iNi合金表面分別制備Zr合金層和Mo合金層，在前期工作的基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析溫度對合金層形成

2、的影響，并對 Zr合金層和Mo合金層進(jìn)行了表征。研究了Zr合金層和Mo合金層在干摩擦及Hank’s溶液中的摩擦磨損性能。同時(shí)研究了Zr合金層和Mo合金層在靜態(tài)下及空蝕狀態(tài)下的的耐腐蝕性能。得出如下主要結(jié)論：
　　(1)采用雙輝等離子表面合金化技術(shù)在 TiNi合金表面制備均勻、致密的 Zr合金層及 Mo合金層。其中制備合金層的工藝參數(shù)為：保溫溫度950 ℃，工作氣壓35 Pa，保溫時(shí)間2 h，壓差250 V。Zr合金層和Mo合金層均

3、由兩層結(jié)構(gòu)組成。由表及里分別為滲鍍金屬的沉積層、擴(kuò)散層。Zr、Mo元素沿滲層深度方向均呈梯度降低分布。
　　(2)Zr合金層及Mo合金層，其表面硬度較基體均顯著提高。經(jīng)過劃痕法測試可知，合金層與基體之間具有良好的膜基結(jié)合力。Zr合金層和Mo合金層的生物相容性相對基體有了顯著提高。
　　(3)干摩擦條件下和Hank’ s溶液中，Mo合金化試樣、Zr合金化試樣及 TiNi合金基體的磨損機(jī)制均為磨粒磨損和粘著磨損，通過對比可以發(fā)現(xiàn)