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注入剂量对W离子注入改性TiNi合金耐蚀性的影响.doc


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注入剂量对W离子注入改性TiNi合金耐蚀性的影响摘要:本文在TiNi合金表面进行W离子注入,研究了W膜层的表面形貌、物相组成和粗糙度及TiNi合金注W前后在Hank’s溶液中的Ni离子析出情况和极化曲线。研究表明离子注W显著抑制了TiNi合金在Hank’s溶液中的Ni离子析出,提高了TiNi合金的耐腐蚀能力。关键词:TiNi合金,W离子注入,耐蚀性Abstract:Inthepaper,WionwasimplantedonthesurfaceofTiNishapememoryalloys,andthesurfacemorphology,thereleaseofNiioninHank’’:TiNialloy;Wionimplantation,corrosionresistance1引言TiNi合金因具有优异的形状记忆效应和超弹性性能,良好的耐蚀性和生物相容性,成为继不锈钢、钛合金、钽和钴基合金之后获得广泛应用的生物医用金属材料,在生物医学领域具有广阔的应用前景[1-4]。离子注入材料表面改性技术具有低温不改变零件的几何精度;注入深度和注入精度可控;注入层与基体有机融合,不存在膜基界面,结合力强,不影响基体性能;改性层成分不受热力学相律的限制等一系列优点,在提高生物材料的耐腐蚀性、生物相容性和材料表面硬度及耐磨性能等方面得到了广泛的应用[5-7]。对TiNi合金进行离子注入表面改性研究始于20世纪90年代末期,且在近年来日益受到国内外专家学者的广泛关注。目前,在TiNi合金表面离子注入所用的离子源元素有N、B、P、O、C、Ar、Nb、Ta、Zr等元素[8-18]。W和Au、Pt一样是具有良好生物相容性的金属元素[19],且与Au、Pt相比而言,金属W价格低廉。但是迄今为止,还没有有关W离子注入对TiNi合金耐蚀性影响的相关研究。因此,本文希望通过在钛镍合金表面进行离子注入钨,达到抑制Ni2+的析出来改善TiNi合金耐腐蚀性能的目的。,经线切割加工成适当形状,经过除油除锈处理封入真空石英管中,在900℃保温30min,然后打破石英管淬入水中冷却。将固溶处理好的试样进行研磨、抛光,然后利用MEVVA80-10型金属离子注入机进行W离子注入,W离子注入参数如表2-1所示。采用NanoFirst-2000原子力显微镜分别对不同剂量离子注钨的钛镍合金片进行表面形貌观察和分析。为了研究W离子注入对钛镍合金表面析出Ni2+的影响情况,将注W的钛镍合金利用松香和石蜡进行封样,浸泡到37度的Hank’s溶液中,Hank’s溶液的化学成分为8g/l的NaCl,,,

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