纖維纏繞型多孔鈦的制備及表面改性研究.pdf

1、本文采用自制的裝置和技術(shù)路線，制備了具有不同孔隙率的纖維纏繞型多孔鈦塊體材料。通過壓縮試驗(yàn)和加載-卸載循環(huán)往復(fù)試驗(yàn)，分析了纖維纏繞型多孔鈦的力學(xué)性能，并分析研究了纖維纏繞型多孔鈦的形變機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明，低孔隙率高密度的纖維纏繞型多孔鈦的壓縮曲線可以分為線彈性區(qū)，平臺(tái)區(qū)和密實(shí)區(qū)三個(gè)階段；其力學(xué)響應(yīng)行為表現(xiàn)為具有一定的“滯后效應(yīng)”。通過計(jì)算得出孔隙率85％的多孔鈦楊氏模量為127MPa。纖維纏繞型多孔鈦在形變量為18％-30％時(shí)，具有較好的能

2、量吸收效率。對(duì)于孔隙率為85％的多孔鈦，其最高能量吸收效率() E ε MAX出現(xiàn)在形變量為20％，吸收效率達(dá)到了50％。 為了改善生物兼容性，分別利用微弧氧化和陽極氧化，采用磷酸二氫鈉(NaH2PO4·2H2O)和乙酸鈣(Ca(CH3COO)2·H2O) 作電解液，在纖維纏繞型多孔鈦表面制備含羥基磷灰石的氧化鈦的膜層。運(yùn)用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDX)和X射線衍射儀(XRD) 分析表明: 纖維纏繞型多孔鈦表面

3、生成了一種具有多孔且在絲與絲接合處具有堆積形貌的膜層；膜層中含Ti、O、Ca、P四種元素；膜層中的物相除金紅石、銳鈦礦外還有羥基磷灰石(HA)。對(duì)比試驗(yàn)表明，電解液濃度和氧化時(shí)間對(duì)膜層的表面形貌、相組成和元素含量都有顯著的影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合微弧氧化的特點(diǎn)對(duì)膜層特殊形貌的生成機(jī)理進(jìn)行了初步的探討，認(rèn)為高溫等離子放電下，化合物的熔融和堆積是表面特殊形貌的原因。 通過陽極氧化法，在鈦合金表面制備了多孔形貌的涂層。電解液濃度，氧化