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TC4表面掺La微弧氧化涂层的显微结构与耐磨性的研究
1
作者 张云龙 董鑫焱 +5 位作者 李国晶 杨涵崧 周洋 李成海 王俊青 牛楚涵 《轻金属》 2024年第2期42-48,共7页
针对TC4钛合金在服役期间耐磨性较差等问题,本文在乙酸钙-六偏磷酸钠电解液体系下运用微弧氧化工艺在TC4钛合金表面制备出掺La陶瓷涂层。重点研究了电解液中掺杂La(NO_(3))_(3)对TC4钛合金微弧氧化涂层(MAO)耐磨性的影响。利用XRD、SEM... 针对TC4钛合金在服役期间耐磨性较差等问题,本文在乙酸钙-六偏磷酸钠电解液体系下运用微弧氧化工艺在TC4钛合金表面制备出掺La陶瓷涂层。重点研究了电解液中掺杂La(NO_(3))_(3)对TC4钛合金微弧氧化涂层(MAO)耐磨性的影响。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机、涂层附着力划痕仪等仪器对不同La(NO_(3))_(3)掺杂量下的微弧氧化涂层的物相组成、微观形貌、厚度、显微硬度、摩擦因数、结合力等指标进行表征。结果表明:随着La(NO_(3))_(3)掺杂量增加,MAO涂层由HAp、A-TiO_(2)、R-TiO_(2)、La_(2)O_(3)相组成。掺La陶瓷涂层厚度虽略有减小,但致密性有所提高。涂层的显微硬度先增大后减小、摩擦因数先减小后增大。当La(NO_(3))_(3)掺杂量为6 g/L时,涂层显微硬度提高31.18%,涂层与基体结合力提高30.59%,MAO涂层摩擦因数最小,约为0.55。 展开更多
关键词 TC4钛合金 微弧氧化 稀土掺杂 耐磨性
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GO掺杂对TA1钛合金等离子体电解氧化涂层硬度和耐磨性能的影响
2
作者 张云龙 董鑫焱 +6 位作者 王俊青 姜涛 翟梓棫 李成海 郝雪龙 牛楚涵 弓张唯一 《中国体视学与图像分析》 2024年第1期35-44,共10页
本研究在掺杂氧化石墨烯(简称“CO”)的硅酸盐电解液中对TA1钛合金进行等离子体电解氧化处理,旨在获得较高硬度的等离子体电解氧化陶瓷涂层(PEO)。通过表征涂层的物相组成、表面与截面形貌、粗糙度、显微硬度、摩擦因数以及结合力等参数... 本研究在掺杂氧化石墨烯(简称“CO”)的硅酸盐电解液中对TA1钛合金进行等离子体电解氧化处理,旨在获得较高硬度的等离子体电解氧化陶瓷涂层(PEO)。通过表征涂层的物相组成、表面与截面形貌、粗糙度、显微硬度、摩擦因数以及结合力等参数,分析了CO浓度对涂层性能的影响。研究结果表明,CO参与涂层的形成过程,能够有效地减小微孔和裂纹尺寸,表面粗糙度降低。涂层厚度虽然略有降低,但致密性显著增加。与未掺杂GO的PEO涂层相比,当GO掺杂量为0.6g·L^(-1)时掺杂GO的PEO涂层显微硬度提升18.54%,摩擦系数降低84%,临界载荷强度提高32.59%。 展开更多
关键词 TA钛合金 PEO涂层 GO掺杂 耐磨性
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Nd(NO_(3))_(3)添加剂对TC4基材PEO涂层显微硬度和耐磨性的影响
3
作者 杜纯安 张云龙 +6 位作者 李成海 李国晶 张宇民 杨涵崧 翟莘棫 牛楚涵 董鑫焱 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 2024年第1期243-248,304,共7页
针对TC4耐磨性弱的问题,利用等离子体电解氧化技术在TC4合金表面引入陶瓷涂层。在Na_(2)SiO_(3)-NaOH体系电解液中添加稀土盐Nd(NO_(3))_(3),研究Nd(NO_(3))_(3)添加量变化对TC4表面改性涂层的物相组成、微观结构、表面粗糙度、显微硬... 针对TC4耐磨性弱的问题,利用等离子体电解氧化技术在TC4合金表面引入陶瓷涂层。在Na_(2)SiO_(3)-NaOH体系电解液中添加稀土盐Nd(NO_(3))_(3),研究Nd(NO_(3))_(3)添加量变化对TC4表面改性涂层的物相组成、微观结构、表面粗糙度、显微硬度、摩擦因数等性能的影响作用。结果表明:当未添加和少量添加Nd(NO_(3))_(3)时,PEO涂层表面较为完整。当电解液中Nd(NO_(3))_(3)添加量超过4.5 g/L时,PEO涂层表面开始出现腐蚀坑。所有试样的PEO陶瓷涂层相组成基本相同,主要由锐钛矿型R-TiO_(2)和金红石型A-TiO_(2)组成。与未添加Nd(NO_(3))_(3)试样相比,增加Nd(NO_(3))_(3)添加量导致涂层中锐钛矿相TiO_(2)和金红石相TiO_(2)衍射峰略有增强,这说明Nd^(3+)能够促进涂层中锐钛矿相TiO_(2)和金红石相TiO_(2)的生成量。电解液中Nd(NO_(3))_(3)添加量为3.0 g/L时获得的涂层粗糙度最小值,其显微硬度达到最大值。试样的PEO涂层摩擦因数曲线较为平直,摩擦因数在0.8~0.9,当添加Nd(NO_(3))_(3)高于3 g/L时,摩擦初期处于不稳定状态。 展开更多
关键词 等离子体电解氧化涂层 TC4合金 显微硬度 耐磨性
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La(NO_(3))_(3)掺杂对TC4微弧氧化/水热复合涂层显微结构和耐磨性的影响
4
作者 张云龙 牛楚涵 +5 位作者 董鑫焱 张宇民 李启荣 李成海 张瑞霞 张唯一 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第7期10-16,共7页
作为生物医用材料,TC4钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上。但TC4钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展。为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4表面制备微弧氧化/... 作为生物医用材料,TC4钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大,中国每年的消耗量约为百万件以上。但TC4钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展。为此,采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4表面制备微弧氧化/水热复合涂层,研究水热合成液中La(NO_(3))_(3)掺杂量对TC4钛合金微弧氧化/水热涂层的相组成、微观形貌、显微硬度、耐磨性等参数的影响作用。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对TC4钛合金微弧氧化/水热涂层进行表征。研究结果表明:TC4钛合金微弧氧化/水热涂层相组成主要由锐钛矿型TiO_(2)和羟基磷灰石组成。经过水热处理后合成液中La^(3+)进入到复合涂层中,参与涂层反应。随着La(NO_(3))3掺杂量增加,获得的复合涂层中羟基磷灰石相含量先增加后降低。当La(NO_(3))_(3)掺杂量超过24 mmol/L时,涂层表面变得更为光滑。TC4钛合金微弧氧化/水热涂层的显微硬度先降低后增加,且其摩擦系数先增大后减小。当La(NO_(3))_(3)掺杂量达到24 mmol/L时,涂层的显微硬度达到最小值,约为271.8 HV9.8 N;涂层摩擦系数达到最大值,约为0.8~0.9。 展开更多
关键词 钛合金 微弧氧化/水热复合涂层 羟基磷灰石 显微结构 耐磨性
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La_(2)O_(3)掺杂量对WC-12Co硬质合金微观结构和硬度的影响
5
作者 张云龙 牛楚涵 +4 位作者 牛广津 张宇民 李启荣 高志杨 张唯一 《中国钨业》 CAS 2022年第2期53-59,共7页
本研究采用无压烧结法制备了不同La_(2)O_(3)掺杂量的粗颗粒WC-12Co硬质合金,研究了La_(2)O_(3)掺杂量对WC-12Co硬质合金密度、气孔率、断口形貌、硬度、相组成、摩擦因数等参数的影响。研究结果表明:随着La_(2)O_(3)掺杂量的增加,粘结... 本研究采用无压烧结法制备了不同La_(2)O_(3)掺杂量的粗颗粒WC-12Co硬质合金,研究了La_(2)O_(3)掺杂量对WC-12Co硬质合金密度、气孔率、断口形貌、硬度、相组成、摩擦因数等参数的影响。研究结果表明:随着La_(2)O_(3)掺杂量的增加,粘结相Co含量的相对降低导致WC-12Co硬质合金的密度逐渐降低,气孔率升高;La_(2)O_(3)掺杂量低于2.5%时,WC-12Co硬质合金的硬度和耐磨性有所提高,但La_(2)O_(3)掺杂量超过7.5%后,WC-12Co硬质合金的硬度和耐磨性下降;微量La_(2)O_(3)掺杂有利于烧结体颗粒尺寸的降低,随着La_(2)O_(3)掺杂量进一步增加,烧结体颗粒明显增大;因此,La_(2)O_(3)掺杂量低于2.5%有助于提高粗颗粒WC-12Co硬质合金的硬度和耐磨性,大于2.5%时将导致WC-12Co硬质合金性能下降。 展开更多
关键词 无压烧结 La_(2)O_(3)掺杂 WC-12CO 显微硬度 摩擦因数
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镁合金表面自组装技术及其工程应用的研究进展
6
作者 张云龙 牛楚涵 +6 位作者 李启荣 董鑫焱 张唯一 张宇民 郝雪龙 李成海 张瑞霞 《中国体视学与图像分析》 2022年第3期279-287,共9页
镁合金具有优异的生物可降解性及力学性能,是理想的生物骨植入材料。然而在体内植入的复杂环境下,镁合金存在因其快速腐蚀而与骨植入材料所需力学性能的矛盾。自组装技术可降低镁合金植入物的腐蚀速率。本文综述了镁合金表面自组装技术... 镁合金具有优异的生物可降解性及力学性能,是理想的生物骨植入材料。然而在体内植入的复杂环境下,镁合金存在因其快速腐蚀而与骨植入材料所需力学性能的矛盾。自组装技术可降低镁合金植入物的腐蚀速率。本文综述了镁合金表面自组装技术的分类,以及自组装技术在镁合金耐蚀性、生物相容性和抗菌性等方面的应用。最后总结了镁合金表面自组装技术的发展趋势和展望。 展开更多
关键词 自组装 抗菌性 耐蚀性 生物相容性
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Er(NO_(3))_(3)掺杂对乙酸钙-六偏磷酸钠体系下TC4 MAO涂层耐磨性能的影响
7
作者 张云龙 李启荣 +7 位作者 牛广津 牛楚涵 李成海 李文博 潘佳琦 伊洪勇 郝雪龙 张瑞霞 《中国体视学与图像分析》 2022年第1期9-17,共9页
针对TC4钛合金生物活性弱等问题,本文尝试通过微弧氧化技术对TC4钛合金进行表面改性处理,旨在获得含生物活性物质HA的TiO_(2)涂层。在乙酸钙-六偏磷酸钠电解液体系中掺杂不同含量稀土盐Er(NO_(3))_(3),研究Er(NO_(3))_(3)掺杂对TC4 MAO... 针对TC4钛合金生物活性弱等问题,本文尝试通过微弧氧化技术对TC4钛合金进行表面改性处理,旨在获得含生物活性物质HA的TiO_(2)涂层。在乙酸钙-六偏磷酸钠电解液体系中掺杂不同含量稀土盐Er(NO_(3))_(3),研究Er(NO_(3))_(3)掺杂对TC4 MAO涂层相组成、显微硬度、摩擦因数和涂层结合力等参数的影响作用。结果表明,在乙酸钙-六偏磷酸钠电解液体系下通过微弧氧化涂技术可以在TC4合金表面一步生成含有HA的TiO_(2)涂层。TC4微弧氧化涂层以金红石型TiO_(2)和羟基磷灰石(HAp)为主晶相,并伴随有少量Er_(2)O_(3)相生成。随着Er(NO_(3))_(3)掺杂量增加,涂层显微硬度先增加后减小。当Er(NO_(3))_(3)掺杂量达到1.5 g/L时,涂层显微硬度达到最大值,约为279.3 HV_(1)。此时涂层的摩擦因数最小,在0.25~0.35之间,且涂层的结合力最大,约为12.5 N左右。当电解液中Er(NO_(3))_(3)掺杂量达到1.5 g/L时,获得的微弧氧化涂层耐磨性最好。 展开更多
关键词 TC4合金 稀土硝酸盐 微弧氧化涂层 耐磨性
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La(NO_(3))_(3)含量对含羟基磷灰石的TiO_(2)涂层微观形貌与耐腐蚀性的影响
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作者 张云龙 李文博 +7 位作者 牛广津 李启荣 伊洪勇 郝雪龙 李成海 牛楚涵 张瑞霞 董鑫焱 《中国体视学与图像分析》 2022年第1期39-46,共8页
TC4钛合金因其优异的力学性能等特点,在医用材料领域应用较广,但其生物活性差等问题亟待改进,因此有必要对其进行表面改性,提高生物相容性。本文采取水热合成技术在TC4微弧氧化涂层表面合成出含HA的TiO_(2)涂层,探究反应液中La(NO_(3))_... TC4钛合金因其优异的力学性能等特点,在医用材料领域应用较广,但其生物活性差等问题亟待改进,因此有必要对其进行表面改性,提高生物相容性。本文采取水热合成技术在TC4微弧氧化涂层表面合成出含HA的TiO_(2)涂层,探究反应液中La(NO_(3))_(3)含量对TC4钛合金水热涂层的润湿性与耐蚀性的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、接触角测量仪和电化学工作站等对TC4钛合金水热涂层的相组成、表面形貌、接触角和极化曲线等进行表征。研究结果表明:通过水热处理,可以在TC4钛合金微弧氧化涂层表面引入羟基磷灰石(HAp)。La(NO_(3))_(3)含量增加有助于提高羟基磷灰石(HAp)的生成量。随着La(NO_(3))_(3)含量增加,水热涂层中微孔孔径减小,涂层的接触角逐渐降低。水热合成液中La(NO_(3))_(3)含量增加,导致涂层的腐蚀电位略有提高。与合成液中未添加La(NO_(3))_(3)的涂层相比,合成液中含有La(NO_(3))_(3)涂层的腐蚀电流降低一个数量级,耐蚀性提高。 展开更多
关键词 钛合金 水热合成 耐蚀性 羟基磷灰石
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骨科用钛合金表面改性技术与生物相容性研究进展 被引量：3
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作者 李启荣 李文博 +4 位作者 牛楚涵 张云龙 尹东松 李成海 王涛 《钛工业进展》 CAS 2021年第5期41-48,共8页
钛合金因其优异的耐腐蚀性能和良好的生物相容性,在骨科修复领域得到广泛应用。对国内外骨科用钛合金表面涂层制造技术及其相容性的研究进展进行了总结,重点介绍了等离子喷涂、阳极氧化、热氧化、微弧氧化等处理方法的最新进展,并对钛... 钛合金因其优异的耐腐蚀性能和良好的生物相容性,在骨科修复领域得到广泛应用。对国内外骨科用钛合金表面涂层制造技术及其相容性的研究进展进行了总结,重点介绍了等离子喷涂、阳极氧化、热氧化、微弧氧化等处理方法的最新进展,并对钛合金表面涂层种类及组织相容性、血液相容性、力学相容性等进行了分析。 展开更多
关键词 医用材料 钛合金 改性涂层 生物相容性
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治牙“惊魂”
10
作者 牛楚涵 《中国少年儿童》 2022年第6期14-15,共2页
上周五,学校请来牙科医生,要为我们做“ 窝沟封闭”。很多队员第-次听到这个新鲜词,都兴奋地嚷嚷开了。“窝沟在哪里?”“为什么要封上它?”“在哪里做啊?”我有些担心,这个“窝沟封闭”会不会很疼?安静!老师开始科普,“我们的恒牙表面... 上周五,学校请来牙科医生,要为我们做“ 窝沟封闭”。很多队员第-次听到这个新鲜词,都兴奋地嚷嚷开了。“窝沟在哪里?”“为什么要封上它?”“在哪里做啊?”我有些担心,这个“窝沟封闭”会不会很疼?安静!老师开始科普,“我们的恒牙表面有着形状不同、深浅不一的窝沟,平时如果不注意口腔卫生,一些食物残渣便存留在里面,很容易滋生细菌,形成蛀牙。 ” 展开更多
关键词 窝沟封闭 牙科医生 食物残渣 口腔卫生 恒牙 蛀牙
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