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医用纯钛阳极氧化工艺及性能研究

医用纯钛阳极氧化工艺及性能研究

作者：万智来沈阳理工大学

学位级别：硕士

本文利用直流脉冲稳压电源对TA2型纯钛在HPO溶液中进行了阳极氧化着色处理,讨论了各种工艺参数及前后处理对着色效果的影响,探讨了纯钛阳极氧化膜的成膜机理并展示了阳极氧化着色工艺在纯钛植入体上的应用。使用数码相机(DC)、扫描电镜(... 详细信息

本文利用直流脉冲稳压电源对TA2型纯钛在HPO溶液中进行了阳极氧化着色处理,讨论了各种工艺参数及前后处理对着色效果的影响,探讨了纯钛阳极氧化膜的成膜机理并展示了阳极氧化着色工艺在纯钛植入体上的应用。使用数码相机(DC)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDAX)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等仪器分析了膜层的颜色、形貌、成分、物相、价态。同时利用划格和弯曲试验测试了膜层的附着性,利用电化学工作站测试了膜层的耐腐蚀性。实验结果表明:电压是决定膜层颜色的主要因素,膜层颜色随电压的变化呈规律性变化。纯钛在酸性、碱性、中性电解液中均能着色,但是在相同电压下生成的颜色略有不同。HPO溶液浓度适中时得到的膜层颜色均匀、完整,浓度过低颜色不均匀,浓度过高膜层易烧蚀;HPO溶液温度越高,膜层越不均匀,室温下膜层颜色最佳;控制氧化时间在膜层生长溶解平衡阶段停止可以获得质量最好的膜层。表面预处理影响纯钛的着色效果;封孔后处理可以提高膜层的抗污染能力。 DC分析表明膜层颜色均匀,色差值较少;SEM分析表明TA2纯钛表面形成了一层多孔、平整的氧化膜;EDAX测试表明膜层主要由Ti、O元素组成;由于膜层太薄,XRD检测未能确定膜层物相;XPS检测表明膜层主要由非晶态TiO2构成,随着溅射深度的增加膜层价态基本不变;划格试验和弯曲试验表明膜层和基体结合牢固,膜层附着力好;电化学分析表明随着电压升高膜层耐腐蚀性随之提高,通过阳极氧化着色处理可以改善钛植入体在人体生理环境中的耐腐蚀性。

关键词：植入体纯钛阳极氧化着色

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一种热致变色玻璃材料的制备及性能研究

功能材料 2010年第A3期41卷 511-514页

作者：高虹蒋国瑜张东孙丽娜万智来沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159 沈阳理工大学新型能源技术开发中心辽宁沈阳110159

研究了一种热致变色玻璃材料及其实用性能。测试了材料在不同温度不同厚度下的光透过率变化情况,选定了最佳的材料配方,确定了材料在玻璃中的最佳填充厚度为5mm。将该配方材料填充于夹层厚度为5mm的玻璃中,制成热致变色玻璃考察其透光... 详细信息

研究了一种热致变色玻璃材料及其实用性能。测试了材料在不同温度不同厚度下的光透过率变化情况,选定了最佳的材料配方,确定了材料在玻璃中的最佳填充厚度为5mm。将该配方材料填充于夹层厚度为5mm的玻璃中,制成热致变色玻璃考察其透光遮光性能。结果表明,该热致变色玻璃材料在23℃时开始变色,在29℃时完全遮光,且过程可逆。通过模拟装置发现该热致变色玻璃材料能使得箱内外温差最高达到14.2℃,同时该热致变色玻璃材料良好的耐光性、耐热性及耐循环使用性表明了该材料的实用性能,为研发新型节能玻璃材料提供了可能。

关键词：热致变色玻璃材料光透过率遮光性能实用性能新型节能玻璃

硅酸钠对TC4钛合金微弧氧化电极参数及陶瓷膜的影响

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材料保护 2011年第2期44卷 14-16,6-7页

作者：赵晖朱其柱金光原瑜万智来沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110159

硅酸钠是影响微弧氧化过程和微弧氧化膜结构的重要因素之一。采用恒压模式,以Na2SiO3,CH3COONa,EDTA.2Na为溶液,在TC4钛合金表面微弧氧化制备了陶瓷涂层,研究了Na2SiO3浓度对起弧电压,电极电流,陶瓷膜厚度、表面形貌、粗糙度以及陶瓷膜... 详细信息

硅酸钠是影响微弧氧化过程和微弧氧化膜结构的重要因素之一。采用恒压模式,以Na2SiO3,CH3COONa,EDTA.2Na为溶液,在TC4钛合金表面微弧氧化制备了陶瓷涂层,研究了Na2SiO3浓度对起弧电压,电极电流,陶瓷膜厚度、表面形貌、粗糙度以及陶瓷膜相组成的影响。结果表明:Na2SiO3有降低起弧电压和电极电流的作用;随Na2SiO3浓度的增大,陶瓷膜厚度、表面粗糙度增加;陶瓷膜层主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2和无定型硅氧化物相组成,随Na2SiO3浓度的增加,陶瓷膜中的无定型硅氧化物相对含量增加。

关键词：微弧氧化钛合金硅酸钠陶瓷膜电极参数

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钛合金阳极氧化着色技术的研究进展

材料导报 2010年第S2期24卷 193-195页

作者：万智来李玉海蒋国瑜朱其柱沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳理工大学环境与化学工程学院

阳极氧化着色技术是一种在Al、Mg、Ti等有色金属及其合金表面原位生长氧化膜的传统技术。用该技术制成的氧化膜色彩均匀鲜艳,结合力高,具有优良的耐腐蚀性和生物相容性,已广泛应用于生物医学和航空航天领域。介绍了氧化钛膜的发色原理,... 详细信息

阳极氧化着色技术是一种在Al、Mg、Ti等有色金属及其合金表面原位生长氧化膜的传统技术。用该技术制成的氧化膜色彩均匀鲜艳,结合力高,具有优良的耐腐蚀性和生物相容性,已广泛应用于生物医学和航空航天领域。介绍了氧化钛膜的发色原理,综述了阳极氧化着色技术在国内外的研究现状,概括了阳极氧化着色的工艺方法、氧化钛膜制备过程的影响因素和钛合金阳极氧化的应用领域,并展望了该技术的应用前景。

关键词：钛合金阳极氧化着色技术

脉冲占空比对钛合金微弧氧化膜及电流密度的影响

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电镀与精饰 2011年第2期33卷 34-36,43页

作者：赵晖朱其柱万智来易赟梁静沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110159 湖南师范大学精细合成催化研究所湖南长沙410081

采用恒压模式在Na2SiO3-NaH2PO4-EDTA.2Na溶液中用微弧氧化法在钛合金表面制备了陶瓷涂层,研究了脉冲占空比对陶瓷膜相组成、厚度、表面形貌以及电流密度的影响。结果表明:陶瓷膜主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2相组成,随占空比的增加... 详细信息

采用恒压模式在Na2SiO3-NaH2PO4-EDTA.2Na溶液中用微弧氧化法在钛合金表面制备了陶瓷涂层,研究了脉冲占空比对陶瓷膜相组成、厚度、表面形貌以及电流密度的影响。结果表明:陶瓷膜主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2相组成,随占空比的增加,陶瓷膜中的金红石型TiO2相对含量增加;随占空比的增加,陶瓷膜生长速率、厚度、表面微孔数目呈先增加后减小的趋势;占空比的增大可以降低电流密度,节约反应所消耗的能量。

关键词：钛合金微弧氧化占空比陶瓷膜

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TA2纯钛材阳极氧化着色工艺

材料保护 2011年第4期44卷 38-40,7-8页

作者：李玉海万智来蒋国瑜朱其柱沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110168 沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110168

对钛及钛合金进行阳极氧化处理可提高其作为生物医用材料的性能。将TA2纯钛片在磷酸、葡萄糖酸钠混合溶液中阳极氧化得到不同颜色的氧化膜,研究了电解液配方、阳极氧化工艺参数(电压、电流密度、氧化时间、电解液温度)、基材酸洗前处理... 详细信息

对钛及钛合金进行阳极氧化处理可提高其作为生物医用材料的性能。将TA2纯钛片在磷酸、葡萄糖酸钠混合溶液中阳极氧化得到不同颜色的氧化膜,研究了电解液配方、阳极氧化工艺参数(电压、电流密度、氧化时间、电解液温度)、基材酸洗前处理以及氧化膜封孔后处理对氧化膜质量的影响。结果表明:磷酸浓度影响膜层的均匀性和颜色深浅,葡萄糖酸钠浓度影响成膜速度和颜色对应的电压区间,电压影响膜层厚度和颜色,电流密度决定氧化膜的生长速度;优化的电解液配方和工艺参数为100 mL/L磷酸,20 g/L葡萄糖酸钠,温度25℃,氧化时间60 s;酸洗后的试样着色更加均匀,封孔后的着色试样表面更加致密,抗污染能力提高。

关键词：阳极氧化 TA2纯钛膜层质量着色封孔

脉冲占空比对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜及电流密度的影响

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脉冲占空比对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜及电流密度的影响

环渤海表面精饰发展论坛

作者：赵晖朱其柱万智来易赟梁静沈阳理工大学材料科学与工程学院湖南师范大学精细合成催化研究所

采用恒压模式在Na2SiO3-NaH2P04-EDTA 2Na溶液中用微弧氧化法在TC4钛合金表面制备了陶瓷涂层,研究了脉冲占空比对陶瓷膜相组成、厚度、表面形貌以及电流密度的影响。结果表明:陶瓷膜主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2相组成,随占空比的... 详细信息

采用恒压模式在Na2SiO3-NaH2P04-EDTA 2Na溶液中用微弧氧化法在TC4钛合金表面制备了陶瓷涂层,研究了脉冲占空比对陶瓷膜相组成、厚度、表面形貌以及电流密度的影响。结果表明:陶瓷膜主要由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2相组成,随占空比的增加,陶瓷膜中的金红石型TiO2相对含量增加;随占空比的增加,陶瓷膜生长速率、厚度、表面微孔数目呈先增加后减小的趋势;占空比的增大可以降低电流密度,节约反应所消耗的能量。

关键词：钛合金微弧氧化占空比陶瓷膜

来源： cnki会议评论

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钛合金阳极氧化着色技术的研究进展

材料导报（纳米与新材料专辑） 2010年第2期24卷 193-195页

作者：万智来李玉海蒋国瑜朱其柱沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 沈阳理工大学环境与化学工程学院沈阳110159

关键词：钛合金阳极氧化着色技术

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赣江流域生境质量时空格局演化及预测研究

长江流域资源与环境 2024年

作者：赖智勇廖富强舒晓波万智巍赣南师范大学地理与环境工程学院江西师范大学地理与环境学院/鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室

流域是典型的山水林田湖草生命共同体，研究流域生境质量时空变化特征对区域生态环境保护与可持续发展具有重要意义。基于1980-2020年土地利用数据，运用InVEST模型、PLUS模型、空间自相关、冷热点分析、标准差椭圆等方法对赣江流域1980... 详细信息

流域是典型的山水林田湖草生命共同体，研究流域生境质量时空变化特征对区域生态环境保护与可持续发展具有重要意义。基于1980-2020年土地利用数据，运用InVEST模型、PLUS模型、空间自相关、冷热点分析、标准差椭圆等方法对赣江流域1980-2030年生境质量时空格局演变特征进行分析并预测，研究发现：（1）1980-2030年，赣江流域主要土地利用类型为水田、旱地和林地，总体上，水田、林地面积持续减少，城镇用地、农村居民点和其它建设用地面积持续增加。（2）1980-2030年，赣江流域生境质量呈现“上游高、中下游低”的空间分布格局，生境质量平均值由1980年的0.8244下降到2030年的0.8046，生境质量整体呈下降趋势。（3）1980-2030年，生境质量呈现显著的空间集聚特征，且具有明显的冷热点；冷点主要分布在流域北部鄱阳湖平原、中部吉泰盆地以及南部沿江平原地区，热点则主要分布在雩山山脉与武夷山脉地区；2030年冷点将进一步向外扩散，且南北方向比东西方向的扩散态势更为强劲，热点则在“西北-东南”方向的扩散态势弱于“东北-西南”方向的收缩倾向。（4）赣江流域1980-2030年生境退化的强度有所增加，生境退化的趋势愈加明显，生境退化程度日渐加深的子流域有锦江流域、消江流域、袁水流域、乌江流域、赣江泰和段、梅江流域、绵水流域、桃江流域以及湘水流域等。研究结果可为赣江流域生境保护及区域协调提供相应科学依据和决策参考。

关键词：生境质量时空格局 InVEST模型 PLUS模型赣江流域