ECAP和热处理对CP-Ti和Ti-0.2Pd在模拟体液中耐腐蚀性的影响

发布时间：2017-03-22 08:06

  本文关键词：ECAP和热处理对CP-Ti和Ti-0.2Pd在模拟体液中耐腐蚀性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,医用材料不断发展,金属钛作为比较有潜力的医用材料之一,由于其具有良好的耐腐蚀性以及生物相容性,特别是不含有毒元素这一特性,受到越来越多的学者关注。但是,人体具有一个复杂的生理环境,钛在植入人体后,不可避免的发生腐蚀现象,导致金属离子溶出,影响正常的新陈代谢。通过热处理技术和等通道径角挤压(ECAP)法改变金属钛的微观组织,提高其耐腐蚀性,对于金属钛在医学领域的应用,具有重要的意义。本文选用工业纯钛(CP-Ti)和钛钯合金(Ti-0.2Pd)两种金属作为研究对象,利用已有的ECAP模具和加热保温炉,经ECAP工艺和不同热处理工艺,制备出不同微观组织的纯钛和钛钯试样;运用光学显微镜分别对两种金属进行微观组织观察,研究显微结构特点;运用电化学工作站对两种金属进行电化学腐蚀实验,研究腐蚀过程中,试样开路电位、极化曲线和交流阻抗的变化,同时分析不同微观组织对两种金属耐腐蚀性能影响。结果表明:两种金属经过热处理和ECAP工艺后,腐蚀电位提高,腐蚀电流密度减少,极化电阻增大,交流阻抗谱中表现出来的电荷转移电阻变大,腐蚀电流密度比未处理的试样低30%以上;ECAP细晶组织和水冷马氏体组织对耐腐蚀性提高明显,空冷等轴晶组织和炉冷板条状组织对耐腐蚀性提高略低;ECAP钛钯具有两时间常数,生成了双层膜结构,电阻增大。由此得出结论:ECAP和热处理工艺可以有效地提高纯钛和钛钯的耐腐蚀性能。
【关键词】：电化学 耐腐蚀性 微观组织 医用材料 纯钛 钛钯合金
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.23;TG379;TG166.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-29
• 1.1 医用钛及钛合金概述13-18
• 1.1.1 医用钛及钛合金的发展13-15
• 1.1.2 新型医用钛合金15
• 1.1.3 医用钛及钛合金腐蚀类型15-18
• 1.2 国内外医用钛及钛合金腐蚀研究进展18-21
• 1.2.1 钛及钛合金在人体内的腐蚀18-19
• 1.2.2 提高钛及钛合金耐腐蚀的方法19-21
• 1.3 ECAP对钛及其合金性能的研究21-25
• 1.3.1 等通道径角挤压（ECAP）法21
• 1.3.2 ECAP工艺对金属钛微观组织影响21-23
• 1.3.3 ECAP工艺对金属钛机械性能影响23-24
• 1.3.4 ECAP和微观组织对钛及钛合金耐腐蚀性的影响24-25
• 1.4 金属腐蚀的电化学技术研究25-27
• 1.4.1 金属腐蚀电化学研究方法的特点25-26
• 1.4.2 金属腐蚀的电化学测试技术26-27
• 1.5 本课题主要研究内容和意义27-29
• 第二章 CP-Ti和Ti-0.2Pd电化学实验过程29-36
• 2.1 实验材料与设备29
• 2.1.1 实验材料29
• 2.1.2 实验设备29
• 2.2 试样制作29-31
• 2.2.1 热处理实验29-30
• 2.2.2 ECAP实验30-31
• 2.2.3 表面处理31
• 2.3 腐蚀介质制备31-32
• 2.4 测试过程32-34
• 2.4.1 电化学体系32-33
• 2.4.2 实验前准备33
• 2.4.3 测试方法33-34
• 2.5 显微组织观察34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 CP-Ti和Ti-0.2Pd电化学实验结果与分析36-55
• 3.1 微观组织分析36-38
• 3.1.1 CP-Ti微观组织分析36-37
• 3.1.2 Ti-0.2Pd微观组织分析37-38
• 3.2 CP-Ti的腐蚀行为38-47
• 3.2.1 开路电位38-39
• 3.2.2 Tafel曲线39-42
• 3.2.3 交流阻抗谱42-47
• 3.3 Ti-0.2Pd腐蚀行为47-53
• 3.3.1 开路电位47-48
• 3.3.2 Tafel曲线48-50
• 3.3.3 交流阻抗谱50-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 CP-Ti和Ti-0.2Pd腐蚀的理论性分析55-62
• 4.1 CP-Ti腐蚀理论分析55-56
• 4.2 Ti-0.2Pd腐蚀理论分析56-58
• 4.3 CP-Ti与Ti-0.2Pd腐蚀对比分析58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文69

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