全部答案

2017-11-09 02:23:33

•   摘 
  要：提出了一种改进的电化学抛光液（冰醋酸-高氯酸-A-B），并采用此抛光工艺对NiTi合金(Ti-50。8%（原子分数）Ni)进行电化学抛光。与机械抛光作对比，研究了两种抛光技术对合金表面光洁度的影响，并利用电化学方法研究了抛光技术对合金在Hanks’溶液中腐蚀性能的影响。
    研究结果表明，此工艺下的电化学抛光有效降低了NiTi合金的表面粗糙度，光亮度近似镜面状态。与机械抛光相比，电化学抛光更好地提高了NiTi合金在Hanks’溶液中的耐腐蚀性能。 
  关键词：抛光液；NiTi合金；电化学抛光；光洁度； 
  耐蚀性 
  中图分类号：TB381；TQ153。
    5 
  文献标识码：A 
  文章编号：1001-9731(2007)增刊-1776-04 
  1引言 
  NiTi合金由于具有热形状记忆效应、超弹性及良好的生物相容性，在生物医学领域获得了广泛的应用，如畸齿丝、心血管扩张支架、骨折修复材料等[1-4] 
  。
    作为一种长期植入人体的生物医用材料，NiTi合金不仅要求具有良好的生物力学性能，还要有优异的生物相容性。材料的表面形貌和耐蚀性对其生物相容性有很大的影响。对于与血液接触的生物医用材料（如冠状动脉支架），一般要求材料表面尽可能光滑，以提高材料的血液相容性。
    Ponsonnet等[5]提出光滑的NiTi表面（利用2400#SiC砂纸抛光）比较为粗糙的NiTi表面（利用400# 
  SiC砂纸抛光）更有利于人纤维原细胞与造骨细胞的吸附与生长。目前，机械抛光(Mechanical 
  polishing, 
  MP)和电化学抛光 
  (Electrochemicalpolishing,EP)是常用的表面处理方法。
    机械抛光可以获得光洁度较高的表面，但对形状复杂的工件，机械抛光难以操作，另外机械抛光会在工件表面形成一层冷作硬化的变形层，磨削时还会在表层夹杂一些抛光磨料，从而降低表面氧化层的均一致密性，进一步影响其力学、腐蚀等性能。电化学抛光的优势在于能应用于各种形状的工件，这对目前激光加工NiTi合金支架的后处理具有很大的吸引力[6] 
  。
    关于电化学抛光的机理，一般认为在阳极表面发生两种不同的过程：在较大的不平度下（＞1μm）进行的是宏观平整抛光，由液固表面的粘滞层来完成；在较小的不平度下（＜1μm）进行的是微观光泽抛光，取决于金属表面氧化膜的消蚀与重建过程，在此过程中， 
  原来的氧化膜被溶解，生成光洁均匀的新的氧化膜[7]。
    电化学抛光已经被证实可以显著改善NiTi合金的耐蚀性：如Trépanier等[8]研究了不同处理条件下（电化学抛光、热处理、硝酸钝化）表面氧化层的改进对NiTi支架腐蚀性能的影响，发现电化学抛光后的表面氧化层较薄，表面光滑均匀，耐蚀性最好；Thierry等人[9] 
  的研究也表明电化学抛光的NiTi合金表面光滑均匀，镍含量降低，击穿电位升高，耐蚀性得到改善。
    然而目前电化学抛光后的NiTi合金表面形貌及光洁度都不太理想，光亮度更是很少报道，虽然NiTi合金的表面组成与钛合金基本类似，但是目前广泛采用的钛合金、镍合金等电化学 
  抛光液并不适合NiTi合金。所以在目前广泛使用的冰醋酸-高氯酸体系[6,10]中加入A和B两种物质，获得了一种改进的电化学抛光液，并在此溶液中对电化学抛光工艺进行了研究，在此基础上研究了电化学抛光对NiTi合金表面光洁度的影响，以及对腐蚀性能的影响。
     
  2实验 
  实验所用材料为热轧NiTi板(Ti-50。8%(原子分数)Ni)。试样尺寸为7mm×7mm×1mm。 
  电化学抛光试样表面用400# 
  、600# 
  、800# 
  SiC水磨砂纸打磨，去除表面初始粗糙状态，然后用丙酮、去离 
  子水先后超声清洗10min，吹干待用。
    在冰醋酸-高氯酸体系中加入降温剂A和光亮剂B，获得电解液。试验装置如图1所示，镍钛片为阳极，不锈钢片为阴极，用半导体冷阱（LJ2-30）控制温度。抛光时工作温度控制在（0±1）℃，电流密度为0。6A/cm2，抛光时间为45s，镍钛与不锈钢之间距离为2cm。
     
  机械抛光是用SiC水磨砂纸由200#经400#、600#、800# 
  逐级打磨至1000# 
  ，再进行抛光处理，最后用丙酮、去离子水清洗、吹干，获得光亮表面。 
  采用JEOL-JSM-5600LV扫描电子显微镜（scanningelectronmicroscope,SEM）观测表面形貌；用NanoScopeaⅢ原子力显微镜（atomicforcemicroscope,AFM）观测表面三维结构，测定表面粗糙度；电化学腐蚀性能测试在Potentiostat/GalvanastatmodelCP6上进行，所用介质为Hanks’模拟体液，测试试样有效面积为0。
    48cm2 
  ，非工作面用环氧树脂密封。测试系统采用经典的三电极系统，以饱和甘汞电极（SCE）作参比电极，Pt电极作 
  。

  全部
  

  刘***

  2017-11-09 02:23:33

  56 10 评论

  分享
  提交评论