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《大连理工大学》 2009年
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NiTi合金电化学抛光与氧化复合表面改性研究

卢守栋  
【摘要】: NiTi合金由于具有独特的形状记忆效应、超弹性以及良好的生物相容性,在生物医学领域得到越来越广泛的应用。由于合金中含有超过50 at%的Ni元素,在生理环境下Ni的溶出可能导致多种毒副效应,因此有必要对NiTi合金进行表面改性以提高其耐蚀性和生物相容性。 本文利用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等系统研究了电化学抛光、电化学抛光与氧化复合处理对NiTi合金表面性能、机械性能、耐腐蚀性能以及血液相容性的影响,结果表明: 电解液的成分对NiTi合金电化学抛光起着决定性的作用。电化学抛光最佳工艺参数为电流密度1.0A/cm~2、电解液温度0℃、电极间距1.5cm、抛光时间45 s。电化学抛光能够提高NiTi合金表面TiO_2含量,降低Ni的含量,显著提高Ti/Ni的比值;工艺参数控制不当时,试样表面容易出现成分偏析,形成富Ti、C的颗粒状化合物。 随着氧化温度提高,电化学抛光与氧化复合处理的NiTi合金试样表面TiO_2结构由锐钛矿型向金红石型转变,氧化层结构由外到内依次为TiO_2、TiO_2+Ni、Ni_3Ti、NiTi基体。与机械抛光后氧化的试样相比,复合处理NiTi合金试样表面更加光滑,表面粗糙度较低。 电化学抛光对NiTi合金的机械性能影响不大,复合处理后NiTi合金的相变行为和力学性能主要与氧化温度密切相关。电化学抛光与500℃保温0.5小时氧化复合处理后,NiTi合金试样A_f温度与体温最接近,而且具有良好的超弹性。 电化学抛光与500℃保温0.5小时氧化复合处理试样在极化电位达到2.0V时,仍未发生击穿,显示良好的耐蚀性。复合处理后NiTi合金试样呈疏水性;表面血小板粘附量少且呈圆形,基本未发生形态变异;动态凝血时间长,抗凝血性能较好。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG174.4

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