钛合金电化学腐蚀后表面性能研究

目的:对电化学处理后的钛合金表面进行性能评价,为进一步的生物学研究提供可信的理论数据.方法:采用电化学腐蚀的方法对钛合金试件进行三次正交设计试验,经综合分析后,按最优工艺参数处理得到均匀的、兼具微米、纳米微结构的钛合金表面形貌.采用场发射扫描电镜、X射线光电子能谱仪、激光共聚焦显微镜分别观测具有二级微结构表面的形貌、元素组成及价态、粗糙度;采用接触角测量仪对磨光表面、一级微米孔表面及二级纳米孔表面进行接触角的测定.结果:扫描电镜显示:经电化学腐蚀后,低倍镜下可见钛合金表面均匀布满了直径5～7μm的、碗状的一级微米孔,在一级孔内壁上均匀布满了二级纳米孔,大小为60～500nm,少部分二级孔相互融合成联孔.表面成分检测:X-射线光电子能谱分析表明元素组成及价态的结果显示表面为TiO2、Al2O3、V2O3.粗糙度为1.6569±0.0343μm.湿润性评价:统计分析结果显示,三种液体在一级微米孔表面的接触角排序为蒸馏水>氯化钠>血浆;在二级纳米孔表面的接触角排序为氯化钠>蒸馏水=血浆.结论:用电化学腐蚀方法处理钛合金表面得到可控的、均匀的、兼具微米、纳米二级微结构的粗糙钛合金表面;获得理想表面性能.

A research on the surface properties of titanium alloys via electrochemical corrosion