NiTi合金表面無鎳層及生物改性層制備與表征.pdf

1、鎳鈦合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性、形狀記憶性及生物性能等，被廣泛用于植入及介入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。然而，鎳鈦合金中含鎳量高達50at％，一旦在生物環(huán)境中溶出，會誘發(fā)毒性反應(yīng)、細胞畸變，甚至致癌。所以，需通過改性處理來減小鎳離子溢出對人體產(chǎn)生的危害，同時提高其力學(xué)及生物性能。
　　本文采用去合金化技術(shù)在NiTi合金表面制備具有一定深度的無鎳層；采用不同電解液配方的陽極氧化技術(shù)在NiTi合金表面制備TiO2膜，并且將這種技術(shù)應(yīng)用于表層無鎳的NiTi合

2、金上；采用超聲磷化技術(shù)在NiTi合金表面制備磷化膜。借助掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、倒置光學(xué)顯微鏡、摩擦磨損儀、電化學(xué)工作站、X射線光電子能譜儀（XPS）等設(shè)備，系統(tǒng)研究了不同表面處理的鎳鈦合金表面形貌、結(jié)構(gòu)、膜厚、耐磨性、耐蝕性和生物性能。結(jié)果表明，去合金化處理的最優(yōu)配方及工藝參數(shù)為：雙氧水10%+氯化鈉0.5mol/L，pH=4.5，溫度70℃，時間3h；經(jīng)去合金化處理后表面形成具有一定厚度的孔洞狀納米網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

3、的無鎳TiO2層。陽極氧化處理最優(yōu)配方及工藝參數(shù)為：Na2SO40.02mol/L+NaCl0.10mol/L+檸檬酸4.2g/L，pH=3，時間25min，溫度為室溫，恒定電流0.1A，陽極氧化膜層厚度約為4.5μm。無鎳TiO2層及陽極氧化膜層經(jīng)800℃退火晶化處理后，均獲得了單一的金紅石型TiO2膜。超聲磷化處理最優(yōu)工藝參數(shù)為：活化時間30s，超聲場輸出功率180W，磷化溫度80℃，磷化時間1h；生成的磷化膜均勻、致密、完整，呈細

4、小短棒狀，其厚度約為17.5μm。復(fù)層膜(無鎳層+陽極氧化TiO2膜)及磷化膜的自腐蝕電位較基材顯著正移，自腐蝕電流密度均下降了2個數(shù)量級，體現(xiàn)出良好的耐蝕性；超聲磷化處理制備的磷化膜具有穩(wěn)定的低的摩擦系數(shù)，約為0.12，相對于基材的0.50，顯示出優(yōu)良的耐磨性；不同改性處理的試樣表面都能誘導(dǎo)磷灰石，其中復(fù)層膜表面吸附的磷灰石致密，覆蓋面廣，Ca/P原子比(1.52)最接近1.67，表現(xiàn)出良好的生物活性；不同改性處理的試樣都在一定程度上