La(NO3)3掺杂对TC4微弧氧化/水热复合涂层显微结构和耐磨性的影响

TG174.451; 作为生物医用材料,TC4 钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上.但TC4 钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展.为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4 表面制备微弧氧化/水热复合涂层,研究水热合成液中La(NO3)3掺杂量对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层的相组成、微观形貌、显微硬度、耐磨性等参数的影响作用.利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层进行表征.研究结果表明:TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层相组成主要由锐钛矿型TiO2和羟基磷灰石组成.经过水热处理后...

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Published in材料保护 Vol. 56; no. 7; pp. 10 - 16
Main Authors 张云龙, 牛楚涵, 董鑫焱, 张宇民, 李启荣, 李成海, 张瑞霞, 张唯一
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 佳木斯大学材料科学与工程学院, 黑龙江 佳木斯 154007%哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001 24.07.2023
Subjects
耐磨性
显微结构
hydroxyapatite
microstructure
羟基磷灰石
wear resistance
titanium alloy
micro-arc oxidation/hydrothermal composite coating
钛合金
微弧氧化/水热复合涂层
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Summary:TG174.451; 作为生物医用材料,TC4 钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上.但TC4 钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展.为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4 表面制备微弧氧化/水热复合涂层,研究水热合成液中La(NO3)3掺杂量对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层的相组成、微观形貌、显微硬度、耐磨性等参数的影响作用.利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层进行表征.研究结果表明:TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层相组成主要由锐钛矿型TiO2和羟基磷灰石组成.经过水热处理后合成液中La3+进入到复合涂层中,参与涂层反应.随着La(NO3)3掺杂量增加,获得的复合涂层中羟基磷灰石相含量先增加后降低.当La(NO3)3掺杂量超过 24 mmol/L时,涂层表面变得更为光滑.TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层的显微硬度先降低后增加,且其摩擦系数先增大后减小.当La(NO3)3掺杂量达到24 mmol/L时,涂层的显微硬度达到最小值,约为271.8 HV9.8 N;涂层摩擦系数达到最大值,约为0.8～0.9.
ISSN:1001-1560
DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0155