镍钛形状记忆合金表面微弧氧化膜的制备及性能

作     者：曲凌辉 孟建兵 张宏伟 董小娟 李丽 王帅柯 关庆义 魏修亭 QU Linghui;MENG Jianbing;ZHANG Hongwei;DONG Xiaojuan;LI Li;WANG Shuaike;GUAN Qingyi;WEI Xiuting

作者机构：山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 

出 版 物：《电镀与涂饰》 (Electroplating & Finishing)

年 卷 期：2021年第40卷第19期

页      面：1507-1514页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：山东省自然科学基金(ZR2018MEE028) 国家自然科学基金(51775321)。 

主　　题：镍钛形状记忆合金 微弧氧化 正交试验 耐蚀性 亲水性 镍释放 

摘      要：针对镍钛形状记忆合金植入人体时易腐蚀、镍离子过量释放的问题,以NaAlO_(2)、C_(10)H_(14)N_(2)Na_(2)O_(8)、Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O的混合溶液作为电解液对NiTi合金进行微弧氧化。分别以氧化膜的镍元素含量、腐蚀电位和水接触角为评价指标,对氧化电压、氧化电流、脉冲频率和氧化时间这4个因素进行正交试验,综合评价后得到的最佳工艺条件为:氧化电压400 V,氧化电流2 A,脉冲频率200 Hz,氧化时间15 min。借助扫描电子显微镜、能谱仪、接触角测量仪和电化学工作站对微弧氧化前后的NiTi合金表面形貌、化学组成、耐蚀性、亲水性及生物相容性进行了分析和对比。结果表明,微弧氧化后,NiTi合金表面生成了外层多孔、内层致密的陶瓷氧化层,Ni含量减小90%,O和Al含量分别上升至38.97%和25.13%,腐蚀电流密度下降2个数量级,水接触角从63°减小到5°。NiTi合金微弧氧化后的耐蚀、亲水、生物相容等性能得到有效提高,Ni的释放将得到明显抑制。