阳极氧化电压对钛合金TC4阳极氧化TiO2膜层表面的影响

分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》

严继康 杨钢 唐婉霞 吴云峰 方树铭 施哲

摘要： 在草酸盐、硅酸盐和磷酸盐电解液体系中, 在钛合金Ti-6Al-4V(TC4)表面制备阳极氧化TiO2膜层, 研究了TiO2膜层的表面显微结构、化学组成和生物活性。在室温用恒压阳极氧化法制备TC4 表面阳极氧化TiO2膜, 以TC4 为阳极, 不锈钢为阴极, 电解液组成为: 20 g/L 的Na2C2O4、10 g/L 的Na2SiO3·9H2O、9.25 g/L 的NaH2PO4和2 g/L 的NaOH, 阳极氧化电压为10-120 V, 氧化时间50 min, 电源频率200 Hz。用XRD、AFM、SEM及XPS等手段分别测量了膜层的物相、三维形貌、氧化膜层表面的显微结构及化学组成。结果表明: 氧化电压对TiO2膜层的物相组成基本没有影响, 氧化膜层呈非晶态TiO2。当氧化电压为30 V时, TiO2膜层表面由孔径1.3 μm左右的孔和凸起颗粒组成的粗糙结构, 随着氧化电压增加表面凸起颗粒逐渐减少, 粗糙度降低, 当氧化电压为100 V时场致溶解的作用使TiO2膜层表面凸起颗粒不明显, TiO2膜层表面的粗糙度低于TC4 基体, 表面孔径为240 nm。TC4 阳极氧化TiO2膜层表面的微纳米结构和大量的羟基—OH, 有利于提高TiO2膜层的生物活性和骨生长特性。

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