纯钛表面溅射金涂层对两种瓷粉钛—瓷结合强度的影响

发布时间：2017-04-14 11:22

  本文关键词：纯钛表面溅射金涂层对两种瓷粉钛—瓷结合强度的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：[实验目的]本实验研究使用溅射法在锻造纯钛表面形成金涂层,烧结两种不同品牌钛专用瓷粉,探究溅射法形成的金涂层对两种瓷粉钛-瓷结合的影响,以期寻找出一种实用的提高钛-瓷结合强度的方法。[材料和方法]根据ISO 9693要求使用慢速切割机将锻造纯钛板切割成标准试件40个(25.0mm ×3.0mm×0.5mm),碳化硅砂纸由低目到高目(360目,480目,600目)依次湿打磨钛表面,去除钛片表面杂质和污染层。100μm的氧化铝颗粒对钛试件中央部分进行喷砂处理,暴露面积为3.0mm×8.0mm。喷砂完成后,试件依次进行蒸汽清洗、丙酮、酒精和去离子水超声清洗10 min,空气中干燥。根据钛片是否溅射金涂层和烧结瓷粉的种类(SP, Super Porcelain Ti-22、TC, Triceram)分为四组：喷砂+烧结SP瓷粉组(SP组),喷砂+溅射金涂层+烧结SP瓷粉组(AuSP组),喷砂+烧结TC瓷粉组(TC组),喷砂+溅射金涂层+烧结TC瓷粉组(AuTC组)。每组试件均按照不同品牌瓷粉厂家推荐的烧结程序进行烤瓷并进行自上釉烧结。使用三点弯曲法测试每组试件钛-瓷结合强度,采用SPASS 20.0数据包对所有数据进行统计学分析。体视显微镜观察试件钛、瓷分离情况以及钛-瓷断裂模式,场发射扫描电子显微镜观察钛-瓷微观结合界面,电子探针分析钛-瓷界面微观元素变化情况。[结果]喷砂组两组钛-瓷结合强度分别为28.91±3.80 MPa和28.02±1.33 MPa,两者结合强度无统计学意义(P=-0.540)；溅射金涂层组AuSP组和AuTR组结合强度分别为36.32±1.36 MPa和27.90±1.49 MPa,两者有显著的统计学差异(P0.000)。AuSP组为36.32±1.36 MPa显著的高于与SP组结合强度(28.91±3.80 MPa),(P0.000),而AuTR组和TR组分别为28.02±1.33 MPa和27.90±1.49 MPa,两组结合强度相近,无统计学差异(P=0.876)。体视显微镜下观察到AuSP组的试件钛-瓷断裂模式主要以混合断裂模式为主,试件瓷断裂后钛基底有大量的瓷残留,而其他各组的断裂模式主要为界面断裂为主,试件瓷断裂后钛基底仅有少量或无瓷残留。钛基底表面溅射金涂层后,喷砂窝稍变浅,钛表面变得稍圆钝。扫描电镜结果发现未溅射金涂层组钛、瓷之间存在着明显的裂隙和气泡,而溅射金涂层组钛、瓷之间结合紧密,未见明显裂隙和气泡。钛-瓷结合界面典型元素能谱线扫描分析显示SP瓷粉和TC瓷粉钛-瓷界面的氧元素在溅射金涂层前、溅射金涂层后渗入深度分别约为11 μm、5 μm和13μm、6μm, SP瓷粉和TC瓷粉的钛元素在溅射金涂层前、溅射金涂层后界面深入深度分别约9μm、6μm和11μm和6μm,两种元素渗透深度均减少。[结论]1.使用溅射法在锻造纯钛表面形成金涂层,烧结瓷粉后金涂层厚度约为0.3-0.6μm,金涂层可以有效的抑制SP品牌和TC品牌瓷粉钛-瓷界面钛元素和氧元素的扩散。2.纯钛表面溅射金涂层可以使SP品牌瓷粉的钛-瓷断裂模式由界面断裂模式向混合断裂模式转变,提高SP品牌瓷粉的钛-瓷结合强度。3.但是纯钛表面溅射金涂层对TC品牌瓷粉断裂模式以及钛-瓷结合强度却未见明显影响。
【关键词】：钛 瓷金涂层 弯曲强度
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 前言5-6
• 中文摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论 中间层技术提高钛-瓷结合强度的研究进展12-22
• 一、粘结瓷12-13
• 二、硅涂层13-14
• 三、金涂层14-15
• 四、氮涂层15
• 五、锆涂层15-16
• 六、其他材料16-18
• 参考文献18-22
• 第二章 正文 纯钛表面溅射金涂层对两种瓷粉钛-瓷结合强度的影响22-37
• 1 材料和方法22-27
• 2 结果27-32
• 3 讨论32-37
• 第三章 结论37-38
• 参考文献38-42
• 致谢42-43

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本文编号：305903