預(yù)處理對純鈦表面微弧氧化膜物相結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、本文采用JEOLJEM-2100型高分辨透射電子顯微鏡、HITACHISU-70型熱場發(fā)射掃描電鏡、MicroNano多模式掃描探針顯微鏡、RigakuD/max-rc型X射線衍射儀、FTIR-8400型傅立葉變換紅外光譜儀、EG&G(Princeton)PAR2273電化學(xué)工作站等先進(jìn)研究手段，試驗(yàn)研究了純鈦試樣微弧氧化工藝過程和氧化膜生長規(guī)律，分析了純鈦基體微弧氧化的反應(yīng)機(jī)理，建立了微弧氧化膜生長模型和工藝模型;運(yùn)用“復(fù)合制備工藝+

2、工藝條件設(shè)計(jì)”的研究方法，系統(tǒng)研究了噴砂、酸蝕、“噴砂+酸蝕”（噴蝕）表面處理方法對純鈦試樣的預(yù)處理，并對預(yù)處理后的試樣進(jìn)行了微弧氧化制備加工，深入分析了噴砂、酸蝕、噴蝕純鈦試樣及其微弧氧化膜的表面微觀結(jié)構(gòu)、物相組成、結(jié)合強(qiáng)度、表面力學(xué)性能、潤濕性、耐蝕性等內(nèi)容，探討了不同預(yù)處理方式對純鈦牙種植體試樣微弧氧化復(fù)合制備工藝的影響;用超聲、低溫方法輔助了復(fù)合制備工藝，對比了制備的樣品對羥基磷灰石(HA)沉積的引導(dǎo)能力及其動物體內(nèi)、體外試驗(yàn)結(jié)

3、果，得出以下研究結(jié)論:
　　純鈦微弧氧化膜表面的微觀形貌、粗糙度、顯微硬度、膜重、膜厚、物相結(jié)構(gòu)、元素組成等隨著氧化時間不同呈現(xiàn)出相應(yīng)的改變，當(dāng)氧化20min時純鈦基體微弧氧化膜即生長完成。純鈦微弧氧化工藝模型分析表明其氧化膜微觀結(jié)構(gòu)、物相組成等與工藝參數(shù)之間存在必然的聯(lián)系。其中，微弧氧化工藝時間t是最主要的工藝參數(shù)，膜層結(jié)構(gòu)及其他各參數(shù)都受工藝時間t的影響，工藝參數(shù)t決定了微弧氧化的加工時間。另外，純鈦微弧氧化膜還具有電容效應(yīng)。

4、
　　噴砂純鈦基體表面在45s的噴砂時間呈現(xiàn)出一定微觀粗糙度與顯微硬度的較好組合。HF+HCI混合溶液與基體Ti及其氧化層能夠發(fā)生酸蝕化學(xué)反應(yīng)，影響了純鈦基體的微觀形貌及力學(xué)性能，酸蝕純鈦基體表面在90s的酸蝕時間組合了明顯的α+β復(fù)相組織結(jié)構(gòu)。純鈦基體經(jīng)過噴砂、酸蝕預(yù)處理后復(fù)合微弧氧化制備加工時，噴砂純鈦基體微弧氧化膜經(jīng)過25min生長完成，而酸蝕純鈦基體微弧氧化膜經(jīng)過15min即可生長完成。不同方式預(yù)處理的純鈦基體微弧氧化膜表

5、現(xiàn)出不同的表面微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、膜層厚度及重量，也表現(xiàn)出不同的物相結(jié)構(gòu)和元素組成，尤其是微弧氧化膜的結(jié)合強(qiáng)度、潤濕性、耐蝕性等性能不同，說明預(yù)處理方式對純鈦試樣具有重要的影響。
　　噴蝕對純鈦試樣主要產(chǎn)生了噴砂和腐蝕的綜合作用，純鈦基體經(jīng)過45s時間噴砂及120s的酸蝕預(yù)處理，試樣表面具有噴砂和酸蝕綜合作用效果，并去除了噴砂作用的殘留物。從不同環(huán)境條件輔助微弧氧化制備噴蝕純鈦試樣表面的特征和特性試驗(yàn)結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)，超聲條件輔助制備

6、的噴蝕純鈦微弧氧化試樣具有較均勻的表面微孔結(jié)構(gòu)、微孔平均尺寸較大、膜層含有較高的磷酸鈣Ca3(PO4)2及Ca，P含量，其結(jié)合強(qiáng)度與潤濕性也較高，因此制備的試樣適合牙種植體與骨組織接觸部分的處理;而低溫輔助微弧氧化制備的噴蝕純鈦試樣具有較低的表面微觀粗糙度、表面微孔尺寸較小，尤其是其膜層耐蝕性得到大幅提高的同時，結(jié)合強(qiáng)度與潤濕性無明顯降低，因此適合牙種植體與軟組織接觸部分的處理。
　　用不同預(yù)處理工藝及不同環(huán)境輔助條件下微弧氧化制