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电压对Ti6Al4V表面液相等离子碳氮共渗的影响
利用液相等离子电解技术在Ti6Al4V表面制备一层硬质涂层,采用XRD,SEM,UMT以及电化学工作站分析渗层的相结构、表面形貌、耐磨性以及耐蚀性能,研究渗层结构、相组成和性能随处理电压变化的演变规律.试验结果表明:渗层主要由Ti(C,N)和Ti02组成,耐磨性和耐蚀性能得到明显提高.随着工作电压的逐步增加,样品的耐磨性能随之逐步优化,而耐蚀性能有先提高后降低的趋势.
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选择性激光熔化成型技术制备Ti6Al4V对骨髓间充质干细胞生物学行为的影响
目的:评价选择性激光熔化成型技术制备Ti6Al4V对骨髓间充质干细胞的生物学行为的影响.方法:应用选择性激光熔化成型技术制备Ti6Al4V合金及纯钛材料.培养比格犬的骨髓间充质干细胞,将其接种于两种材料上,计算细胞在两种材料上的相对增殖率及存活率,并根据细胞相对增殖率对细胞毒性进行分级,并计算细胞早晚期凋亡率及总凋亡率.结果:经过72h的复合培养,纯钛的细胞相对增殖率(97.26±3.78)％优于Ti6Al4V合金(91.77±2.65)％,但无统计学差异,两组的毒性分级均为1级,表明两种材料均无细胞毒性;两组间的细胞存活率无统计学差异.各组材料与犬骨髓间充质干细胞共培养48h后,早期细胞凋亡率、晚期细胞凋亡率及总凋亡率Ti6Al4V试件组、纯钛试件组均高于DMEM组,差异均有统计学意义(P＜0.05),但Ti6Al4V试件组与纯钛试件组之间无统计学差异(P＞0.05).结论:两种钛材料对细胞均无细胞毒性,都表现了较好的细胞存活率,两种材料间未见对细胞凋亡的差异,相容性良好.
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电子束熔融法制备的医用Ti6Al4V在人工模拟体液中的耐腐蚀行为
目的 研究电子束熔融技术(EBM) 3D打印制备的医用Ti6Al4V不同打印截面在Hank's模拟人工体液中的电化学腐蚀行为.方法 采用开路电位和动电位极化曲线方法研究了Ti6Al4V不同打印截面,分别记为EBM-XOY面(垂直于打印方向的钛合金截面)和EBM-YOZ面(平行于打印方向的钛合金截面),在Hank's模拟人工体液中的电化学腐蚀行为,利用SEM、XRD和金相显微镜分析了其表面形貌和物相组成及其腐蚀机理,并与传统医用锻造Ti6Al4V进行了对比研究.结果 与传统医用锻造Ti6Al4V合金相比,EBM-YOZ面钛合金在Hank's模拟人工体液中的开路电位、腐蚀电位和腐蚀电流与之相当,显示出与之接近的耐腐蚀性能;EBM-XOY面钛合金的耐腐蚀性能较EBM-XOZ面和传统锻造钛合金稍差,主要原因是EBM-XOY面的α+β相界面积大,α相含量较高,且被优先溶解,因此,耐腐蚀性能较差.结论 电子束熔融制造的Ti6Al4V不同截面的耐腐蚀性能不同,EBM-YOZ面的耐腐蚀性能与传统医用锻造钛合金相当,EBM-XOY面的耐腐蚀性能稍差.
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Ti6AL4V表面微弧氧化法制备含锌涂层的特征及抗菌性研究
目的:微弧氧化法在Ti6AL4V上制备不同浓度含锌涂层,比较其表面特征及抗菌性.方法:用微弧氧化法在Ti6AL4V表面制备不同浓度含锌涂层的4组试件,即无锌组(N-Zn),低锌组(L-Zn),中锌组(M-Zn),高锌组(H-Zn),以抛光后Ti6AL4V(CP)作为对照组;扫描电镜及能谱仪观察涂层表面形貌、元素原子比例;X线衍射仪测定物相组成;贴膜法测定试件对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果.结果:1)扫描电镜观察,随着锌浓度增高,涂层表面孔径变小,变均匀,但在H-Zn组表面出现涂层断裂情况;2)能谱仪显示,与CP组相比,四组实验组表面均出现了Ca、P等元素,测得Ca/P的比值为1.7;3)X线衍射仪结果表明实验组表面均形成了锐钛矿相、金红石相;4)贴膜实验表明,与CP组相比,实验组菌落均具有统计学差异(P<0.05);M-Zn组与H-Zn组相比,菌落数无统计学差异(P>0.05).结论:微弧氧化法制备的含锌涂层可以增强试件表面抗菌性能,抗菌性能随涂层含锌浓度升高而增强.
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等离子浸没注入对纯钛及钛合金表面耐腐蚀性能影响的研究
目的:通过等离子浸没注入对纯钛及钛合金试样进行表面改性,从而提高试样的耐腐蚀性能.方法:利用等离子浸没注入对纯钛及钛合金表面进行氮离子注入,通过电化学腐蚀实验和测定改性后试样在人工唾液中 Ti离子的释放速率来评价其耐腐蚀性能.结果:电化学腐蚀法测得改性后纯钛及钛合金试样在人工唾液中的自腐蚀电位(Ecorr)分别比改性前增加了0.44V和0.4V,维钝电流(Ip)明显减小,改性试样在人工唾液浸泡90天后测得其Ti离子释放速率比改性前减少.结论:用氮等离子浸没注入的方法处理纯钛和钛合金试样,可以提高纯钛及钛合金试样的耐腐蚀性能.
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等离子浸没注入对钛合金表面改性的成分分析
目的:通过等离子浸没注入对钛合金(Ti6Al4V,下同)试样进行表面改性,分析改性后钛合金试样表面的成分.方法:利用等离子浸没注入的方法钛合金表面进行氮离子注入,用X射线衍射和X射线光电子能谱对注入层进行成分分析.结果:离子注入改性后试样的颜色呈淡金黄色色泽,X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析结果表明改性后试样的注入层形成了含氮化钛的改性层,其主要化学成分为TiN和Ti4N2.33,不同的基体其氮化物的组成比例有一定的差别.结论:用氮等离子浸没注入的方法处理钛合金试样,能在其表面改性层生成钛的氮化物.
