Kokie yra titano lydinių paviršiaus apdorojimo metodai?

titano lydinys plačiai naudojamas aviacijos, chemijos pramonės ir biomedicinos srityse. Nepaisant to, mažas jų kietumas ir nelaimingas nusidėvėjimo priešas ir kontaktą mažinančios savybės riboja jų pritaikymą. Paviršiaus reguliavimo naujovių panaudojimas siekiant dirbti su titano lydinio paviršutiniškomis savybėmis buvo atkreiptas daug dėmesio. Cheminis apdorojimas arba cheminė oksidacija paprastai yra labiausiai paplitęs būdas padidinti pagrindo ir dangos sluoksnio sukibimo jėgą ir paviršiaus atsparumą korozijai. Nepaisant to, cheminės oksidacijos būdu gauta oksido plėvelė yra plona, ​​jos atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas yra prastas. Titano cheminis padengimas ir galvanizavimas yra sudėtingi, nes ant jo paviršiaus yra oksido plėvelė. Priešingai, mikrolanko oksidacijos apdorojimas šiuo metu paprastai laikomas perspektyviausiu titano lydinio paviršiaus apdorojimo metodu.

Paprastai titanas ir titano lydiniai turi prastesnį atsparumą dilimui nei dažniausiai naudojami biologiniai lydiniai CoCr lydinys ir 316L nerūdijantis plienas, o susidėvėjimo milteliai gali turėti neigiamą poveikį biologiniam kūnui. Todėl kai kurių naujai sukurtų titano lydinių, skirtų biologiniam naudojimui, dažnai reikia tinkamai apdoroti paviršių, kad būtų pagerintas jų atsparumas dilimui prieš naudojant in vivo. Siekiant dar labiau pagerinti titano lydinių atsparumą korozijai, atsparumą dilimui, atsparumą dilimui, atsparumą oksidacijai aukštoje temperatūroje ir kt., titano lydinių paviršiaus apdorojimas yra veiksmingas būdas dar labiau išplėsti titano lydinių naudojimo sritį. Galima sakyti, kad dabartinis metalų naudojimas Titano lydinių paviršių apdorojimui buvo taikomi beveik visi paviršiaus apdorojimo metodai, įskaitant metalo dengimą, cheminį dengimą, terminę difuziją, anodavimą, terminį purškimą, žemo slėgio jonų technologiją, elektroninę ir lazerinis paviršiaus legiravimas ir nepusiausvyrinė magnetroninė dulkinamoji danga. , jonų azotavimas, PVD plėvelių gamyba, jonų dengimas, nanotechnologijos ir kt. Atrodo, kad TiO, TiN ir TiC infiltracinių dangų susidarymas ant titano lydinių paviršiaus ir TiAlN daugiasluoksnių nanoplėvelių paviršiaus oksidacijos apdorojimas, siekiant pagerinti jų paviršiaus atsparumą dilimui vis dar yra tyrimų dėmesio centre.

Skystas nusodinimas:Skystojo nusodinimo biokeraminė danga ant TC4 paviršiaus. Pastaraisiais metais buvo viešai pranešta apie titano lydinio matricinių implantų paviršiaus biokeraminių dangų paruošimo cheminiu būdu tyrimus. Pavyzdžiui, dviejų pakopų šarminio apdorojimo procesas, siūlomas naudojant didelės koncentracijos NaOH arba H2O2 apdorojimo procesą, o kai kurie žmonės įdiegė moduliatorius, tokius kaip vinilo trietoksisilanas ir natrio poliakrilatas, kad gautų biokeramines dangas. Po paprasto išankstinio apdorojimo rūgštimi ir šarmu, TC4 titano lydinys panardinamas ir nusodinamas į greito kalcifikavimo tirpalą (FCS), kuris imituoja kūno skystį, kad būtų gauti gradientu surišti titano pagrindu pagaminti HA biokeraminės dangos kompozitai, pasižymintys geru biologiniu aktyvumu. Šio metodo tyrimas turi labai svarbią teorinę reikšmę ir potencialią ekonominę vertę tiesiogiai pritaikant titano lydinius kaip kietųjų audinių implantų medžiagas.

Paviršiaus oksidacijos apdorojimas:Lyginant su kitomis paviršiaus apdorojimo technologijomis, jonų implantacija turi daug privalumų. Palyginti su fiziniu ar cheminiu garų nusodinimu, pagrindiniai privalumai yra šie: ① Plėvelė gerai derinama su pagrindu ir yra stipriai atspari mechaniniam ir cheminiam poveikiui, nenulupdama; ② Implantavimas Procesui nereikia didinti pagrindo temperatūros, taip išlaikomas ruošinio geometrinis tikslumas; ③ Procesas pasižymi geru pakartojamumu ir tt Daugelis tyrinėtojų pranešė, kad azoto jonų implantavimas turi gerą poveikį Ti6Al4V titano lydinio paviršiaus sudėties, mikrostruktūros, kietumo ir tribologinių savybių gerinimui. TiC taip pat yra itin kieta fazė, todėl jonų anglies implantavimas į titano lydinius taip pat gali sustiprinti titano lydinių paviršių. Tačiau kadangi plazminis jonų implantavimas nėra tęstinis procesas, kai taikomas kiekvienas neigiamas impulso potencialas, kai impulso potencialas nukrenta nuo nulio iki slėnio vertės, o tada vėl pakyla iki nulio, įvyksta du procesai – purškimas ir implantacija. Jei plazmoje yra metalo ar anglies jonų, kai impulso potencialas lygus nuliui, tam tikromis sąlygomis paviršiuje susidarys vienas anglies nusodinimo sluoksnis. Esant tam tikrai impulsinei įtampai (10~30kV), šio vieno anglies sluoksnio struktūra yra į deimantą panaši anglis (DLC). Dėl to galima gauti mažesnio trinties koeficiento ir geresnio atsparumo dilimui paviršiaus modifikavimo sluoksnį nei azoto įpurškiamas sluoksnis. Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad vienas anglies sluoksnis ant paviršiaus yra DLC plėvelė. Taip apdoroto titano lydinio paviršiaus kietumas padidėja 4 kartus. Kai ta pati medžiaga sudaro trinties porą, sausos trinties sąlygomis trinties koeficientas sumažėja nuo 0,4 iki 0,1, o atsparumas dilimui yra daugiau nei 30 kartų didesnis nei be jonų implantacijos. .

Jonų pluošto pagerintas nusodinimas (IBED):CrC kieta plėvelė buvo paruošta naudojant jonų pluošto sustiprinto nusodinimo (IBED) metodą, kuris gali būti naudojamas titano lydinių apsaugai nuo dilimo. Tyrimai rodo, kad CrC rodo geriausias nuovargio charakteristikas; o CrC plėvelė, padengta po šveitimo, pasižymi didžiausiu atsparumu dilimui. Bombardavimas jonais: po TC11 titano lydinio paviršiaus apdorojimo azoto jonais, ant paviršiaus galima gauti modifikuotą TiN ir Ti2N sluoksnį, kurio kietumas yra 600–800 HV; paviršiaus kietumo padidėjimas padeda pagerinti TC11 titano lydinio atsparumą dilimui. Plazminis azotavimas iršratymas:Nuolatinės srovės impulsinio plazminio maitinimo įtaisas naudojamas Ti6Al4V titano lydinio paviršiui nitriduoti, o nitridavimo sluoksniui apdirbti naudojamas šratinis deformacijos stiprinimas (SP). TiN, Ti2N ir Ti2A1N gaunami ant titano lydinio paviršiaus. Azotuotas sluoksnis, sudarytas iš vienodų fazių, šis modifikuotas sluoksnis gali žymiai pagerinti įprastą titano lydinių atsparumą dilimui ir dilimui (FW), tačiau sumažina pagrindinės medžiagos atsparumą FF. Trintį mažinančios ir dėvėjimąsi stabdančios nitriduoto sluoksnio savybės veikia sinergiškai su paviršiaus likutiniu gniuždymo įtempimu, kurį sukuria SP, todėl titano lydinio FF atsparumas viršija vien SP atsparumą. Norint pagerinti FF ir FW savybes, labai svarbu pagerinti nitriduoto sluoksnio kietumą

titano lydinių. DLC membrana:Sudėtinė anglies membrana pasižymi unikaliomis fizinėmis, mechaninėmis ir cheminėmis savybėmis, ji buvo naudojama kaip daugelio tyrimų objektas. Pagrindinis radijo dažnio plazmos sustiprinto cheminio garų nusodinimo metodo naudojimo tikslas deimantų tipo anglies plėvelėms paruošti yra pagerinti titano lydinių paviršiaus kietumą ir atsparumą trinčiai. Bandymo rezultatai rodo, kad titano kiekiui plėvelėje viršijus 9 proc., sumažės plėvelės kietumas, taip pat ribotas plėvelės pagrindo sukibimo stiprumas.

Kintamosios srovės mikrolanko oksidacija:Mikrolanko oksidacija (MAO) – tai nauja oksido keramikos plėvelių auginimo ant metalinių paviršių technologija. Jis atsirado anoduojant, tačiau naudojo aukštą kelių šimtų voltų įtampą, pralauždamas anodavimo įtampos apribojimus. Ši technologija netauriuosius metalus tiesiogiai paverčia oksidine keramika per momentinį aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sukepinimą mikrolankinio iškrovimo zonoje ir gaunama storesnė oksido plėvelė. Mikrolanko oksidacijos plėvelei ant titano lydinio paviršiaus gaunamos plėvelės kietumas yra didelis ir ji gerai derinama su metalo matrica. Jis pagerina titano lydinio paviršiaus atsparumą dilimui, atsparumą korozijai, atsparumą šiluminiam smūgiui ir izoliacines savybes bei turi taikymo perspektyvų daugelyje sričių.