Způsob přípravy porézního titanového povlaku

Způsob přípravy porézního titanového povlaku

Porézní titanová pěna a její slitiny kombinují vlastnosti titanové slitiny a porézního materiálu, což může snížit hmotnost materiálu bez oslabení jeho pevnosti, při zachování vysoké houževnatosti a odolnosti proti korozi.

Rozumí se, že titanová pěna a její slitiny mají důležitou aplikační hodnotu v některých speciálních oblastech, zejména v biomedicínském průmyslu. Vzhledem k tomu, že porézní titan má jak vysokou biokompatibilitu, tak vynikající mechanické vlastnosti, jsou jeho výhody velmi zřejmé. Ve srovnání s celkovým porézním titanovým materiálem má titanový materiál, který je porézní pouze na povrchu, vyšší mechanickou pevnost a snese větší fyziologické zatížení, takže vykazuje širší vyhlídky na uplatnění v lékařské oblasti.

V poslední době práce Čínské akademie zbrojních věd prokázaly, že dokonalou kombinací technologie nástřiku za studena a vakuové destilace lze připravit čistý titanový povlak s pronikavou porézní strukturou.

Metodou je připravit Ti-Mg kompozitní povlak technologií nástřiku za studena a příprava porézního titanového povlaku je realizována vakuovou destilací Mg v povlaku. Použili domácí Ti prášek a Mg prášek, které byly fyzikálně smíchány s hmotnostní poměr 80:20 jako stříkací prášek pro nátěr. Vybraným substrátem pro nástřik je slitina titanu třídy TC4 (0.{{1{{12} }}}02 procenta H, 0,07 procenta O, 0,02 procenta N, 0,02 procenta C, 0,04 procenta Fe, 6,2 procenta Al, 4,1 procenta V, TiBal). Kompozitní povlak Ti-Mg se připravuje vysokorychlostním a vysokotlakým stříkacím zařízením za studena. Pracovním plynem je N2, pracovní tlak je 3,0 MPa, teplota ohřevu plynu je 300 stupňů a vzdálenost nástřiku je 25 mm. Potom se k vakuové destilaci nastříkaného Ti-Mg kompozitního povlaku používá vakuová slinovací pec. tlak v komoře 2,0~2,3 MPa, destilační teplota 1100 stupňů a doba destilace 2 hodiny.

Test ukázal, že vazebné rozhraní mezi získaným povlakem a substrátem je relativně těsné, hustota povlaku je vyšší, průměrná tloušťka je asi 250 µm a distribuce dvou složek v povlaku je relativně rovnoměrná. vazebná síla povlaku a substrátu dosáhla 60 MPa a poréznost povlaku byla menší než 1 procento. Analýza složení povrchu byla provedena pomocí analyzátoru energetického spektra. Výsledky ukázaly, že titanové částice v povlaku neměly zjevný obsah kyslíku, což naznačuje, že technologie stříkání za studena dobře zamezila nadměrné oxidaci titanového prášku, což přispělo k zachování původního chemického složení stříkaného prášku; Bylo však zjištěno, že částice hořčíku v povlaku obsahují více nečistot, což bylo způsobeno především vysokou aktivitou kovového hořčíku a přirozenou oxidací v atmosféře. Aby byl povlak porézní, musí být hořčíková složka v stříkaném povlaku odstraněn, takže nastříkaný povlak je vakuově destilován. Po vakuové destilaci je v mikrostruktuře povlaku výrazná struktura průchozích otvorů, poréznost povlaku dosahuje 50 procent a distribuce velikosti pórů je 30~100 um. Výsledky Analýza energetického spektra na povrchu povlaku ukazuje, že po zpracování povlaku vakuovou destilací existuje pouze titanová složka a hořčíková složka byla zcela destilována.