TA2纯钛材阳极氧化着色工艺.pdfVIP

l I 麓 料 馁 TA2纯钛材阳极氧化着色工艺 李玉海 。万智来。。蒋国瑜 。朱其柱。 (沈阳理工大学a．材料科学与工程学院，b．环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110168) [摘 要] 对钛及钛合金进行阳极氧化处理可提高其作为生物医用材料的性能。将 TA2纯钛片在磷酸、葡萄糖 酸钠混合溶液中阳极氧化得到不同颜色的氧化膜，研究了电解液配方、阳极氧化工艺参数 (电压、电流密度、氧化时 间、电解液温度)、基材酸洗前处理以及氧化膜封孔后处理对氧化膜质量的影响。结果表明：磷酸浓度影响膜层的 均匀性和颜色深浅，葡萄糖酸钠浓度影响成膜速度和颜色对应的电压区间，电压影响膜层厚度和颜色，电流密度决 定氧化膜的生长速度；优化的电解液配方和工艺参数为100mL／L磷酸，20g／L葡萄糖酸锕，温度25℃，氧化时间 60S；酸洗后的试样着色更加均匀，封孔后的着色试样表面更加致密，抗污染能力提高。 [关键词] 阳极氧化；TA2纯钛；膜层质量；着色；封孔 [中图分类号]TG174．451 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2011)04—0038—03 0 前 言 用600，800，1000号水砂纸依次打磨基材直到其 表面无明显划痕并呈灰 白色；用蒸馏水冲洗后放人 由 钛及钛合金因其具有 良好的生物相容性而被用作 HF，HNO，，H2O按体积比1：4：30组成的酸洗溶液中 人体植人材料，应用在矫形外科、骨骼置换、关节修复 浸泡30s，直到基材表面呈均匀 白色。 及 口腔种植等手术中，但其在人体生理环境中易发生 1．2 阳极氧化及封孔 点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀等，限制了其进一步应用 J。 阳极氧化是钛 自然成色常用的表面处理方法 2‘曲j，生 用 自制的脉冲直流阳极氧化设备对前处理过的基 成的氧化膜结合力、耐蚀性和生物相容性 良好，已成为 材进行阳极氧化着色，电解液配方及工艺参数如下： 国内外研究的热点 。已有研究多集中在钛合金的阳 10—500mL／L磷酸，0～20g／L葡萄糖酸钠，5—120V， 5～300s，25～85℃。着色后用酒精清洗掉试样表面 极氧化，且使用的电解液配方复杂。本工作将 TA2纯 的电解液，然后在 9O℃的去离子水 中封孔处理 30 钛材在磷酸和葡萄糖酸钠的混合溶液中阳极氧化得到 rain，最后用滤纸吸干表面的水分。 不同颜色的氧化膜，研究了电解液配方、阳极氧化工艺 参数(电压、电流密度、氧化时间、电解液温度)、基材酸 1．3 膜层性能检测 洗前处理以及氧化膜封孔后处理对氧化膜质量的影 用HF，HNO ，HO按质量比1：10：89组成的溶 响。 液对阳极氧化着色膜进行点滴，检验膜层耐蚀性，每次 ● 1 试 验 滴一滴并记录从溶液接触试样表面到出现气泡的时 间。用弹簧刀在试样表面划 1mm×1mm方格，用透 1．1 基材前处理 明胶粘贴后以10N压力压l0次，拉掉后检查膜层的完 基材为 TA2纯钛片，尺寸为40mm×10mmX1 整性，以此来检测膜层的结合力。用S一3400N型扫