NiTi合金表面纳米孔层的构建及其腐蚀行为与生物学性能研究
发布时间：2021-11-12 03:58
在近等原子比的NiTi合金表面制备有序的Ni-Ti-O纳米孔层,使合金既能保持原有的超弹性、形状记忆效应和低弹性模量等体特性,又使其表面具有较好的纳米仿生结构,从而改善其生物相容性。在常见的纳米孔制备工艺中,阳极氧化以其低成本、可操作性及环境友好等优点而备受关注。本论文采用阳极氧化技术在含Cl-/Br-/CO32-离子和H2O的乙二醇电解液中,在NiTi合金表面构建纳米孔层。借助SEM、EDS、TEM、XPS等分析手段,研究典型氧化工艺参量对纳米孔形成微观过程、成分与其微结构等的影响,并探讨其反应机理。借助电化学方法和体外细胞、细菌实验,评价了NiTi合金表面纳米孔层的腐蚀行为和生物学性能。结果表明:1.在含Cl-/Br-/CO32-离子和H2O的乙二醇电解液中,通过阳极氧化可以在NiTi合金表面构建由非晶态TiO2和NiO组成的有序纳米孔层。在N...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
纳米管直径尺寸和局部附着位点确定软骨细胞的粘附和铺展的原理图
18图 3-1（a）在含有 5.0 vol% H2O 和不同浓度 HCl 的 EG 电解液中，氧化 10 V 后试样的表面、亚表面和横截面图；（b）和（c）在含有 5.0 vol% H2O 和 0.25 M HCl 的 EG 电解液中，氧化 10 V 后 NPs的横截面图；（d）在含有 0.5 M HCl 的 EG 电解液中制备的 NPs 的 EDS 能谱图；（e）阳极氧化过程中相应的电流密度-时间曲线Fig. 3-1 (a) Surface, sub-surface, and cross-sectional FE-SEM images of the samples anodized at 10.0 V inthe EG containing 5.0 vol% H2O and different HCl concentrations; (b) and (c) Cross-sectional FE-SEMimages of the NPs anodized at 10 V in the EG containing 5.0 vol% H2O and 0.25 M HCl; (d) EDSspectrumof the NPs fabricated in the EG electrolyte containing 0.5 M HCl; (e) Corresponding j-t curvesduring anodization部覆盖不规则多孔层。将不规则层去掉后，暴露出均匀规则的纳米孔结构。纳米孔直径为 70nm，与 HCl 的浓度无关。然而，纳米孔长度随着 HCl 浓度从 0.125M 增加到 0.75M 时，长度从 5.0 μm 增加到 29.8 μm。图 3-1（b）是试样在含 0.25 M HCl 电解液中制备纳米孔的高倍放大截面图，表明纳米孔横跨整个氧化膜。图 3-1（b）局部放大图（3-
太原理工大学博士研究生学位论文（c））清楚的显示纳米孔相对较直，表明纳米孔是垂直试样表面生长的。图 3-1（d）米孔的 EDS 能谱图，结果表明主要存在 Ni，Ti，O 和 Cl 四种元素。由于 Cl 元素于电解液中，纳米孔主要由 Ni，Ti，O 元素组成，并将此纳米孔命名为 Ni-Ti-O 纳（NPs）。图 3-1（e）是试样在阳极氧化过程中电流密度-时间曲线图，从图中可以，没有 HCl 时，电流密度为零，有 HCl 存在时，电流密度开始迅速的降低随后慢慢最后达到稳定值。稳态电流密度值随 HCl 浓度的增加而增加。
本文编号：3490120
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
纳米管直径尺寸和局部附着位点确定软骨细胞的粘附和铺展的原理图
18图 3-1（a）在含有 5.0 vol% H2O 和不同浓度 HCl 的 EG 电解液中，氧化 10 V 后试样的表面、亚表面和横截面图；（b）和（c）在含有 5.0 vol% H2O 和 0.25 M HCl 的 EG 电解液中，氧化 10 V 后 NPs的横截面图；（d）在含有 0.5 M HCl 的 EG 电解液中制备的 NPs 的 EDS 能谱图；（e）阳极氧化过程中相应的电流密度-时间曲线Fig. 3-1 (a) Surface, sub-surface, and cross-sectional FE-SEM images of the samples anodized at 10.0 V inthe EG containing 5.0 vol% H2O and different HCl concentrations; (b) and (c) Cross-sectional FE-SEMimages of the NPs anodized at 10 V in the EG containing 5.0 vol% H2O and 0.25 M HCl; (d) EDSspectrumof the NPs fabricated in the EG electrolyte containing 0.5 M HCl; (e) Corresponding j-t curvesduring anodization部覆盖不规则多孔层。将不规则层去掉后，暴露出均匀规则的纳米孔结构。纳米孔直径为 70nm，与 HCl 的浓度无关。然而，纳米孔长度随着 HCl 浓度从 0.125M 增加到 0.75M 时，长度从 5.0 μm 增加到 29.8 μm。图 3-1（b）是试样在含 0.25 M HCl 电解液中制备纳米孔的高倍放大截面图，表明纳米孔横跨整个氧化膜。图 3-1（b）局部放大图（3-
太原理工大学博士研究生学位论文（c））清楚的显示纳米孔相对较直，表明纳米孔是垂直试样表面生长的。图 3-1（d）米孔的 EDS 能谱图，结果表明主要存在 Ni，Ti，O 和 Cl 四种元素。由于 Cl 元素于电解液中，纳米孔主要由 Ni，Ti，O 元素组成，并将此纳米孔命名为 Ni-Ti-O 纳（NPs）。图 3-1（e）是试样在阳极氧化过程中电流密度-时间曲线图，从图中可以，没有 HCl 时，电流密度为零，有 HCl 存在时，电流密度开始迅速的降低随后慢慢最后达到稳定值。稳态电流密度值随 HCl 浓度的增加而增加。
本文编号：3490120
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