Bereidingswijze van poreuze titaniumcoating

Bereidingswijze van poreuze titaniumcoating

Poreus titaniumschuim en zijn legeringen combineren de eigenschappen van titaniumlegering en poreus materiaal, waardoor het gewicht van het materiaal kan worden verminderd zonder de sterkte ervan te verzwakken, met behoud van een hoge taaiheid en corrosieweerstand.

Het is duidelijk dat titaniumschuim en zijn legeringen een belangrijke toepassingswaarde hebben op sommige speciale gebieden, vooral in de biomedische industrie. Omdat poreus titanium zowel een hoge biocompatibiliteit als uitstekende mechanische eigenschappen heeft, zijn de voordelen ervan overduidelijk. Vergeleken met het algehele poreuze titaniummateriaal heeft het titaniummateriaal dat alleen aan het oppervlak poreus is een hogere mechanische sterkte en is het bestand tegen grotere fysiologische belastingen, waardoor het breder wordt weergegeven toepassingsmogelijkheden in de medische sector.

Onlangs heeft het werk van de Chinese Academie voor Wapenwetenschappen bewezen dat de perfecte combinatie van koude spuittechnologie en vacuümdestillatie een zuivere titaniumcoating met een doordringende poreuze structuur kan bereiden.

De methode is om een ​​Ti-Mg-composietcoating te bereiden door middel van koude spuittechnologie, en de bereiding van een poreuze titaniumcoating wordt gerealiseerd door vacuümdestillatie van het Mg in de coating. Ze gebruikten zelfgemaakte Ti-poeder en Mg-poeder, die fysiek werden gemengd met een massaverhouding van 80:20, als spuitpoeder voor de coating. Het geselecteerde substraat voor spuiten is een titaniumlegering van klasse TC4 (0.{{1{{12} }}}02 procent H, 00,07 procent O, 0,02 procent N, 0,02 procent C, 0,04 procent Fe, 6,2 procent Al, 4,1 procent V, TiBal).Ti-Mg composietcoating wordt voorbereid door koude spuitapparatuur met hoge snelheid en hoge druk. Het werkgas is N2, de werkdruk is 3,0 MPa, de gasverwarmingstemperatuur is 300 graden en de spuitafstand is 25 mm. Vervolgens wordt een vacuümsinteroven gebruikt voor vacuümdestillatie van de gespoten Ti-Mg-composietcoating, met een kamerdruk van 2,0 ~ 2,3 MPa, een destillatietemperatuur van 1100 graden en een destillatietijd van 2 uur.

De test toonde aan dat de bindingsinterface tussen de verkregen coating en het substraat relatief strak is, de dichtheid van de coating hoger is, de gemiddelde dikte ongeveer 250 µm is en de verdeling van de twee componenten in de coating relatief uniform is. Na meting, de bindingssterkte van de coating en het substraat bereikte 60 MPa en de porositeit van de coating was minder dan 1 procent. De samenstellingsanalyse van het oppervlak werd uitgevoerd met behulp van een energiespectrumanalysator. De resultaten toonden aan dat de titaniumdeeltjes in de coating geen duidelijk zuurstofgehalte hadden, wat aangeeft dat de koude spuittechnologie overmatige oxidatie van titaniumpoeder goed vermeed, wat bevorderlijk was voor het behoud van de oorspronkelijke chemische samenstelling van het gespoten poeder; De magnesiumdeeltjes in de coating bleken echter meer onzuiverheden te bevatten, wat voornamelijk te wijten was aan de hoge activiteit van magnesiummetaal en natuurlijke oxidatie in de atmosfeer. Om de coating poreus te maken, moet de magnesiumcomponent in de gespoten coating worden verwijderd. verwijderd, dus de gespoten coating wordt vacuüm gedestilleerd. Na vacuümdestillatie is er een significante doorlopende structuur in de microstructuur van de coating, bereikt de porositeit van de coating 50 procent en is de poriegrootteverdeling 30 ~ 100 µm. De resultaten van energiespectrumanalyse op het oppervlak van de coating laat zien dat alleen de titaniumcomponent bestaat na de vacuümdestillatiebehandeling van de coating en dat de magnesiumcomponent volledig is gedestilleerd.