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不同电源模式下电参数对AM60B微弧氧化膜的影响微弧氧化(MAO)技术是通过电解液中的高压放电作用在轻金属表面形成陶瓷膜的一种新工艺,原位生成的膜层具有硬度高、耐蚀性好、绝缘性优良且与基体冶金结合力强,是镁、铝等阀金属及其合金进行表面改性的重要手段之一,极具前景。
本文采用回归正交试验方法,利用自主开发的具有多种输出方式和伏安特性曲线的脉冲电源,以常见的压铸镁合金AM60B为基体材料,在硅酸盐电解液体系下进行处理,通过对膜层的厚度、宏观和微观表面形貌、截面形貌、耐蚀性进行检测分析,研究了电源模式、频率和占空比对微弧氧化膜层的影响。
特别是,在恒电压下,建立电参数对不同响应值的显著性数学模型,并借助响应面法分析了频率、占空比及其交互作用对响应值的变化规律和趋势,对比研究了两种电源模式(M2和M1)下脉冲等效加载、相同加载三种条件下膜层性能异同。
引入燃弧和熄弧,从微区反应解释频率和占空比组合对膜层性能带来的影响。
M2模式下,对膜厚、点滴耐蚀性和腐蚀电流密度,频率和占空比及其交互作用影响顺序都是:A>B>AB,三者都是影响非常显著。
综合最佳工艺电参数组合及对应响应指标为(1800Hz,33.19%,25.47μm,209.56s,1.1E-0010A/cm2)。
M1模式下,基于等效加载时,对膜厚、点滴耐蚀性,频率和占空比及其交互作用影响顺序都是:A>AB>B,对腐蚀电流密度而言,A>B>AB,三者都是影响非常显著。
综合最佳工艺电参数组合及对应响应指标为(3600Hz,71.63%,24μm,218.36s,1.12E-0010A/cm2)。
该方案下可行性不足的参数组合较多。
M1模式下,基于相同加载时,整个实验方案的可行性都好,成膜性改善较多,对膜厚、点滴耐蚀性、腐蚀电流密度而言,频率和占空比及其交互作用影响顺序都是:A>AB>B,三者都是影响非常显著。
电沉积CuInSe2及Cu(In,Ga)Se2薄膜的热处理工艺研究的开题报告一、研究背景和意义光伏技术已成为全球能源领域的重要组成部分，而薄膜太阳能电池则是其中的主要发展方向。
砷化镓薄膜太阳能电池和硫化铜铟镓薄膜太阳能电池是商业化最成功的薄膜太阳能电池。
然而，砷和铟等元素的稀缺性、污染性和砷的毒性成为这些技术被广泛应用的阻碍。
因此，CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池成为了替代方案。
然而，由于这些化合物的晶体结构和电学性质的复杂性，生产高性能的薄膜太阳能电池的难度也相对较大。
研究薄膜太阳能电池的热处理工艺对于提高其光电转换效率具有重要意义。
在热处理的过程中，薄膜中的物理结构和微观组织会发生明显变化，进而影响其光电转换性能和稳定性。
因此，针对CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池的热处理工艺的研究可以为光伏产业的可持续发展提供技术支持。
二、研究内容和目标本课题旨在研究电沉积CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜的热处理工艺对其光电性能的影响。
具体研究内容包括：1. 优化电沉积CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜的制备工艺，得到良好的晶体质量和表面成分。
2. 对制备得到的薄膜样品进行氧化-硫化处理和热处理，比较不同处理条件下的样品光电性能和结构变化。
3. 研究热处理过程中温度、时间、气氛和制备条件等因素对CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜光电性能的影响，寻找最优热处理条件。
4. 对获得的研究结果进行分析和讨论，为进一步研究提供参考依据，为光伏产业提供可持续发展的技术支持。
三、研究方法和可能的难点本研究基于电沉积技术制备CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜，采用X 射线衍射仪、扫描电镜、能量色散X射线光谱仪、光电池测试仪和量子效率测试仪等多种表征手段，研究薄膜的结构、成分和光电性能。
本课题的可能难点在于：(1)优化电沉积工艺，提高薄膜的晶体质量和表面成分；(2)研究不同热处理条件对薄膜光电性能的影响，确定最优热处理条件；(3)对研究结果进行综合分析和讨论，提出进一步改进的建议。
电沉积复合镀层性能因素研究进展发布时间：2021-07-28T10:29:47.887Z 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：陈子波曹凯琪陈龙[导读] 电沉积复合镀层具有优良的耐蚀性、光泽度、抗塑性变形能力、硬度和更好的表面性能，被广泛制备生产。
华北理工大学冶金与能源学院陈子波曹凯琪陈龙唐山 063200摘要：电沉积复合镀层具有优良的耐蚀性、光泽度、抗塑性变形能力、硬度和更好的表面性能，被广泛制备生产。
本文总结了通过加热、添加稳定剂或活性剂、使用超声波、施加稳恒磁场、改变电流密度方式改变反应温度、分散颗粒的含量、粒径大小这三个因素对电沉积复合镀层性能的影响。
关键词：复合镀层；性能因素；粒径大小电沉积复合镀层是将一种或多种不溶性固体颗粒加到金属基质镀液中，利用电沉积技术在基质金属发生沉积的过程中将固体颗粒包裹镶嵌到金属镀层中所得[1-3]。
电沉积复合镀层以其优良的物理化学和力学性能获得了普遍关注，成为复合材料研究领域的热点之一[4]。
复合镀层具有更优良的光泽度[5]、耐蚀性、抗塑性变形能力、硬度[6]以及更好的表面性能[7]。
基于其广阔的研究应用前景，人们不断研究电沉积复合镀层的性能因素，来制备性能优良的复合镀层。
本文列举了温度、分散颗粒含量、粒径大小三个因素对复合镀层性能的影响。
1.复合镀层性能影响因素随着制备复合镀层的技术日益成熟，不同因素的影响也逐渐深入。
通过查阅文献发现改变温度、添加稳定剂或激发剂、使用超声波、施加稳恒磁场、改变电流密度对复合镀层性能有显著影响。
这些研究主要从改变温度、分散颗粒的含量和粒径大小三个影响因素来改变复合镀层的性能。
1.1温度合理控制电沉积过程中的温度是保证镀层质量的重要手段。
复合镀层的孔隙率、沉积速率、耐蚀性和硬度都会随温度的升高而改变，呈现升高再下降的趋势，当处于最适温度时，电沉积复合镀层的耐磨性最优，复合镀层会呈现出形貌平整、晶粒细腻、紧密的状态。
除了通过直接改变温度的手段外，热扩散可以使原子之间发生相互扩散，形成扩散层，形成的扩散层可以很好的提高镀层表面耐蚀性能。
电沉积和相关金属涂层的孔隙率和总缺陷试验选择的标准指南引言：电沉积和相关金属涂层是一种常见的防护涂层，用于提高金属材料的耐腐蚀性能。
随着金属涂层在工业领域的广泛应用，确保涂层的质量和性能变得至关重要。
评估金属涂层的孔隙率和总缺陷是判断其质量的重要指标。
本文将讨论电沉积和相关金属涂层的孔隙率和总缺陷试验的选择标准指南。
1. 孔隙率测试选项：1.1. 涂层母材电位试验法：涂层被置于电位低于其腐蚀电位的电解质溶液中，观察是否有气泡生成。
如果有气泡生成，则表示涂层存在孔隙。
1.2. 水泡试验法：涂层置于水中，观察是否有气泡在涂层表面形成。
如果有气泡形成，则表示涂层存在孔隙。
1.3. 硬碳试验法：涂层表面被镀一层硬碳，然后用酸浸取硬碳层。
孔隙中的液体能渗入涂层并与硬碳反应，反应产物会显现出黑褐色。
计算反应产物覆盖的面积，可以确定涂层中的孔隙率。
1.4. 光学显微镜观察法：在光学显微镜下观察涂层表面，检测是否有看得见的孔隙。
2. 总缺陷测试选项：2.1. 负极发光放电法：涂层表面施加负极电压，观察是否出现电晕放电现象。
电晕放电是由于存在缺陷而导致放电现象。
2.2. 超声波检测法：使用超声波探测仪器对涂层进行扫描，检测是否存在声波反射信号。
存在声波反射信号表示涂层中存在缺陷。
2.3. 射线检测法：使用射线照射涂层，观察射线透过涂层的情况。
如果射线能够透过涂层，说明涂层存在缺陷。
3. 标准指南选择：在选择孔隙率和总缺陷试验时，应参考以下标准指南：3.1. 国际标准化组织(ISO)：ISO 1463-2003《金属和非金属涂层--涂层孔隙率的测定--负压法》，ISO 17872-2007《金属和非金属涂层--缺陷尺寸和密度的测定--电子照相法》等。
3.2. 美国国家标准学会（ASTM）：ASTM B767-88《通过测定电镀夹层的含气孔隙存在的标准试验方法》，ASTM E1417-13《金属材料缺陷的标准试验方法》等。
不同处理条件下铜离子溶液的电沉积行为铜离子的电沉积，是目前广泛应用于电子、汽车、航空、建筑等众多领域的一种重要技术。
而不同的处理条件，则会影响着铜离子电沉积的行为。
本文将从电沉积条件、溶液浓度、电流密度和PH值等几个方面来探讨不同处理条件下铜离子溶液的电沉积行为。
1.电沉积条件的影响电沉积条件是指在进行铜离子电沉积时所设置的参数，如电压、电流密度、时间等。
其中，电压会影响电沉积速率和密度，而电流密度则会影响电沉积品质和晶体形态。
时间则是电沉积完成的标志。
因此，我们在进行铜离子电沉积时，需要根据需要调整电压、电流密度和时间等参数。
2.溶液浓度的影响溶液浓度是指铜离子的浓度，它直接决定着电沉积所得的铜层质量。
通常情况下，在相同的电流密度下，铜离子的浓度越高，得到的铜层厚度也会越大。
但是过高的铜离子浓度也会导致表面粗糙和孔隙问题。
因此，我们在进行铜离子电沉积时，应该控制好浓度，以得到高质量的铜层。
3.电流密度的影响电流密度是指单位面积上电流通过的量，它会直接影响电沉积的速率和品质。
当电流密度较低时，铜层生长速率较慢，而且颗粒细小；而当电流密度较高时，则生长速率快，颗粒较粗大。
因此，合适的电流密度可以提高电沉积速率和铜层品质。
4.PH值的影响PH值是指溶液的酸碱度，它会对电沉积的结果产生影响。
当PH值过高时，会导致铜层中出现气泡和孔隙，严重影响铜层的品质；而当PH值过低时，则会导致电沉积速率下降，且铜层会出现暗色和较不均匀的现象。
因此，我们在进行铜离子电沉积时，需要控制好PH值，以得到高品质的铜层。
总之，在进行铜离子电沉积时，不同的处理条件会对结果产生影响。
因此，我们应该根据具体情况，对各个参数进行合理的调整和控制，以得到高品质的铜层。
模拟体液中电沉积制备磷酸钙盐涂层的研究磷酸钙盐涂层的研究是近年来热门的研究课题，取得了很大的进展，尤其是模拟体液中的电沉积制备磷酸钙盐涂层。
下面聊聊模拟体液中电沉积制备磷酸钙盐涂层的研究方法、特点和未来发展。
电沉积制备磷酸钙盐涂层是一种改性实验，有许多方法可以研究，如喷涂法，浸渍法，滴定法等。
其中电沉积法是一种较新的研究方法，使用电流产生电势，将涂层材料沉积在欲涂层的表面，最后表面形成磷酸钙盐涂层。
关键步骤是调节电流强度、沉积时间和沉积的涂层厚度。
此外，三层结构的涂层也是一种制备磷酸钙盐涂层的方法，可以有效提升材料表面粗糙度以及耐腐蚀性。
此外，模拟体液中电沉积制备磷酸钙盐涂层也具有一定优势。
磷酸钙盐具有良好的生物相容性，与内脏的环境非常类似，具有极佳的生物效果，且具有良好的抗炎、抗菌和促进再生等作用。
另外，由于采用电流沉积，可以有效地减少材料的浪费，并且能够更好地控制薄膜的厚度，达到更好的效果。
虽然磷酸钙盐涂层的研究近年来取得很多成就，但仍有许多改进空间。
首先，研究人员需要更多关于电沉积磷酸钙盐涂层材料的晶体结构组成和抗腐蚀性能等基本特性的有关研究。
另外，研究者还可以尝试使用更多的独特结构以及表面处理等技术来改善膜质量，以提升性能，并开发新的技术，如功能材料的形成，增加涂层的生物效果。
总的来说，模拟体液中电沉积制备磷酸钙盐涂层是最近几年研究话题，取得了很大的进展。
未来，研究者还需要继续深入地探索磷酸钙盐涂层的晶体结构组成、表面活性、生物相容性和耐腐蚀性等特点，进一步发挥其优势。
另外，未来，还可以通过进一步研究，开发更多全新的技术以改善磷酸钙盐涂层的质量，促进应用。
Fe-P非晶合金的电沉积行为及热处理对其结构与性能的影响王森林;宋运建【摘要】在以柠檬酸三钠为络合剂的酸性镀液中电沉积Fe-P非晶合金,采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究该合金镀层的晶化行为和表面微观形貌.结果表明:镀液中加入络合剂,且随着pH值升高和温度降低时,Fe-P非晶合金共沉积的阴极极化增大.镀态Fe-P合金为非晶态结构,于330.5℃时开始晶化；383.6℃时,a-Fe(P)固溶体大量晶化析出；472.5℃时,Fe3P(I-4)相大量脱溶析出.且随着热处理温度升高,合金镀层的耐蚀性能和硬度先增加后下降,450℃热处理所得镀层的耐蚀性能最佳且硬度最大；在400℃以下时,镀膜具有良好的抗热氧化能力,当温度在400℃以上时,抗氧化能力迅速下降.%The Fe-P amorphous alloy was electro-deposited from an acidic bath containing sodium citrate as a complexant. The crystallization behavior and surface micro-morphology of the alloy coating were investigated by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results show that the cathodic polarization of Fe-P amorphous alloy co-deposition increases with the increases of the complexant concentration, the bath pH value and the decrease of temperature, respectively. The structure of the as-plated Fe-P alloy coating is amorphous. The amorphous alloy begins to crystallize at 330.5 °C, andα-Fe(P) solid solution appears at 383.6 °C, then, lots of Fe3P(I-4) phase separate out from solid solution at 472.5°C . The corrosion resistance and micro-hardness of the alloy coating increase, then decrease, and the best properties appear at 450 °C. The heat oxidation experiments show that theoxidation resistance of the coating is good bellow 400 °C and drops rapidly above 400 °C.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2012(022)002【总页数】8页(P496-503)【关键词】Fe-P非晶合金镀层;电沉积行为;热处理【作者】王森林;宋运建【作者单位】华侨大学材料科学与工程学院,厦门361021;华侨大学材料科学与工程学院,厦门361021【正文语种】中文【中图分类】O646在电沉积过程中引入类金属原子(如P、S、B和C等)与金属共沉积，这些类金属原子会夹杂在金属镀层中，当这些非金属元素在镀层中占一定比例时，合金原子呈长程无序排列，从而得到非晶态合金镀层。
电泳沉积功能陶瓷涂层技术收稿日期:1999-11-29作者简介:张建民(1965~),男,博士,副教授,长期从事电化学及功能材料方面的研究工作张建民 杨长春 石秋芝 程鹏里(郑州大学化学化工学院,郑州 450052)摘 要:本文评述了功能陶瓷悬浮液的稳定性、电泳沉积技术原理、以及该技术在制备生物陶瓷、超导陶瓷、铁电陶瓷、耐磨耐高温陶瓷等功能陶瓷涂层方面的应用。
讨论了电流、电压、分散介质及功能陶瓷本身特性等因素对电泳沉积过程和功能陶瓷沉积层性能的影响。
关键词:电泳沉积;功能陶瓷;悬浮液;复合材料中图分类号:TQ174 文献标识码:D 文章编号:1001-9642(2000)06-0036-051 引 言随着现代科学和技术的发展,功能陶瓷/金属复合材料在各方面应用极为广泛。
用一定的工艺将各种功能陶瓷均匀地涂覆在基底金属(或合金)材料表面,得到的复合材料既具有金属(或合金)良好的物理机械性能,又兼具各种功能材料的优点,如耐热性、耐磨性、耐蚀性、超导性及生物活性等,因而受到世界各国科学家和工程技术人员的高度重视。
制备功能陶瓷/金属复合材料目前主要采用的涂层技术有等离子喷涂、物理和化学气相沉积、电化学沉积、粉末冶金及自蔓延高温合成等方法,然而所有这些方法都存在一些不足之处[1]。
电泳沉积(Electrophoretic De position,EPD)技术具有许多其它方法无可比拟的优点,近年来广泛应用于制备各种功能陶瓷/金属复合材料。
首先,电泳沉积技术是一种温和的表面涂覆方法,可避免高温过程引起的相变和脆裂,有利于增强基底金属与陶瓷涂层之间的结合力;其次,电泳沉积过程是非直线过程,可以在形状复杂和表面多孔的金属材料表面制备均匀的功能陶瓷沉积层;另外,电泳沉积方法还具有所需设备简单,操作方便、沉积工艺易控制等优点,因此该技术在制备功能陶瓷/金属复合材料方面引起了国内外的普遍重视和浓厚的研究兴趣,具有广阔的前景。
文章编号:1008-1402(2008)02-0187-04不同电源模式对电沉积磷酸钙涂层的影响¹吴 彬1, 曲立杰2, 王颖慧1(1.遵义播宇钛材有限责任公司,贵州遵义,563004;2.佳木斯大学材料科学与工程学院,黑龙江佳木斯,154007)摘 要: 采用电化学沉积的方法在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备生物涂层.通过采用恒电流模式和脉冲电源模式考察不同的电源模式对电沉积磷酸钙涂层的影响.试验研究了不同电源模式对涂层的微观形貌及涂层厚度的影响.结果表明:脉冲电流下制备的涂层比恒电流条件下制备的涂层更为均匀致密.在同等的沉积条件下,脉冲电流制备的涂层厚度比恒电流条件制备的涂层厚度增加了16.2L m.XRD 分析表明,电源模式的改变并没有影响磷酸钙的生成.关键词: 钛合金;电沉积;电源模式;磷酸钙;涂层中图分类号: TG146.4 文献标识码: A0 引 言钛及钛合金[1]具有较好的综合力学性能和优良的加工性能,但生物活性较差,它们与周围骨组织之间的结合只是机械嵌合,植入体内后容易发生松动和脱落.HA [2-3]生物陶瓷具有与人骨无机质相似的化学成分和晶体结构,良好的耐腐蚀性和优异的生物相容性而被认为是一种最有潜力的人体硬组织替代材料,但其强度低、韧性差,在生理环境中易疲劳、破坏,限制了它在承载部位骨替换中的应用.而单一的生物材料都不能很好地满足临床应用的需求,制备综合以上两种材料优点的复合材料是近年来生物材料研究领域最为活跃的课题[4].材料的生物相容性和生物活性主要体现在生物材料的表面,其生物行为是一种界面行为[5].采用不同工艺方法将HA 生物陶瓷涂覆在钛和钛合金基体表面,制备钛基羟基磷灰石生物陶瓷涂层,基体提供骨修复和替换材料所需的力学强度,表层的羟基磷灰石生物活性涂层能与组织形成化学键性结合而达到固定的目的.因此,本实验采用电化学沉积的方法,通过研究不同电参数,在钛合金基体制备磷酸钙涂层,以期在满足生物性能的前提下提高涂层的厚度及结合强度,从而为电化学沉积法制备生物复合涂层提供可靠的研究数据.1 实 验实验选用钛合金(Ti-6Al-4V)为金属基体,线切割成10mm @10mm @1mm 的薄片试样.电沉积前,先将试样用金相砂纸打磨表面,再用丙酮及去离子水分别超声波清洗.清洗好的试样再用电净液刷镀处理和活化液刷镀.电解液为2000ml 含0.1mol P L 的NH 4H 2PO 4和0.05mol P L 的Ca(NO 3)2的水溶液.分别采用恒电流和脉冲电流,以钛合金为阴极,石墨棒为阳极,反应温度40e 进行电沉积实验.用TT260覆层测厚仪检测涂层厚度;用JSM -6360LV 扫描电子显微镜观察涂层表面形貌及XRD 分析涂层的相组成.2 实验结果与讨论2.1 恒电流对钙磷涂层微观结构的影响电流密度是电沉积磷酸钙涂层的一个重要的电参数.然而对于电沉积实验所采用的电流模式对沉积磷酸钙涂层的影响却很少引起研究人员的注意.本实验首先是在恒电流的前提下,考察在恒定电流密度下,不同沉积时间对钛合金表面电沉积钙磷涂层的影响.实验的沉积时间分别为10min,20min 和30min,电流密度为10m A.电沉积涂层的表面形貌如图1所示.图1a)为沉积时间为10min 时涂层的表面形貌.涂层为竖立片状交叉,涂层较为疏松且片状晶之间呈多孔状,晶粒尺寸较大.图2b)为沉积时间¹收稿日期:2008-01-17基金项目:佳木斯大学科技处(2007-86).作者简介:吴彬(1968-),男,贵州遵义人,贵州省遵守播宇钛材有限责任公司工程师.第26卷第2期 佳木斯大学学报(自然科学版) Vol.26No.2 2008 年03月 Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition)Mar. 2008延长至20min 时涂层的表面形貌.由图可见,涂层仍为多孔晶状,但由于沉积时间的延长而使沉积量增大,涂层厚度明显增加,涂层变得致密且晶粒尺寸变小.图3c)为沉积时间为30min 时涂层的表面形貌.涂层为细密的片状晶相互交错排列,且与沉积20min 的涂层表面形貌相比更为均匀,但晶粒尺寸增大.由图1可见,涂层的表面形貌在恒定电流密度的条件下,随沉积时间的增加晶粒尺寸呈现一定的变化趋势,由最初的大片状晶变化到细小致密的片状晶.晶粒尺寸则由大到小后又随沉积时间的延长而变大的规律性变化.图1 恒电流下不同沉积时间涂层的表面SEM 图片(a)10mi n; (b)20mi n; (c)30min由于电沉积得到的羟基磷灰石是无机盐,无机盐成膜性差,要定量表征涂层的结合强度存在一定的困难.很多结合强度测试是依据Wei 等[6]报道的ASTM F1044进行,即在剪切力的作用下,利用粘结剂将涂层剥落下来.但由于涂层断裂位置不确定,所以各组试样存在偏差,有时还可能由于粘结剂渗透至基体而产生更大的误差,因此测量的结合强度只能是半定量的.实验采用的方法就是用指甲和铁针在沉积试样表面划,以定性的观察试样结合强度的高低.通过指甲和铁针的刮擦实验可知,在沉积时间为20min 时所获得的涂层虽没有沉积30min 所获得的涂层致密均匀,但其结合强度要高些.可能是由于在沉积20min 的涂层晶粒尺寸较小并相互交错于基体上,存在少量的脱落现象,涂层的结合强度相对较高.2.2 脉冲电流对钙磷涂层微观结构的影响在脉冲电源的条件下,可以通过设定一定的通电时间和断电时间比,改变电流密度的大小来研究脉冲电流强弱对涂层的形貌及结合强度的影响.或者可以选择在电流密度一定的条件下设定不同的通电时间和断电时间比来考察通断电时间比对涂层的形貌及结合强度影响.为研究不同电源模式对电沉积涂层形貌的影响,采用脉冲电流进行电沉积实验实验.选择固定脉冲电流的电流密度为10mA,沉积时间为20min,通电时间和断电时间比分别为10:2,10:4和10:6,所得涂层的表面形貌如图2所示.图2 恒电流下不同沉积时间涂层的表面SEM 图片(a)10:2; (b)10:4; (c)10:6图2a)为脉冲电流通断电时间比为10:2时涂层的表面形貌,涂层中间为细针状晶,周围环绕片状晶,两者同时存在.图2b)为脉冲电流通断电时间比为10:4时涂层的表面形貌,由于通断电时间比的增大,涂层原有的细针状晶长大变成片状晶且相互交错,均匀分布与涂层的整个表面.图2c)为脉冲电流通断电时间比为10:6时涂层的表面形貌,随着通断电时间比的增大,涂层片状晶长大成为大片状晶.由图2可以看出,在恒定的脉冲电流密度下,随着脉冲电流的通电与断电时间比的增大,沉积涂层的晶粒也在长大.利用指甲或铁针定性的刮擦3种通断电时间比下的沉积涂层表面,结果表明在通断电时间比为10:4的沉积涂层无脱落现象,结合强度最高,同时该涂层表面晶粒与其他条件下涂层的晶粒均匀细小.2.3 不同电源模式对涂层厚度的影响种植体材料特别对于用于承力部位的钛合金188佳木斯大学学报(自然科学版)2008年种植体涂层而言,涂层的厚度对涂层与骨骼的结合有很大的影响.研究发现,小于50L m 的HA 陶瓷涂层容易在体液的作用下在骨与涂层的界面发生失效,而大于200L m 的涂层在承载很小的剪切力的情况下发生涂层脱落,失效是体液作用和涂层残余应力共同作用的结果.因此,期望在钛基体上涂覆HA 生物陶瓷涂层的厚度在50~200L m 之间[7].在恒电流和脉冲电流的电流密度均为10mA 条件下,沉积时间分别为10min,20min 和30min,通电时间和断电时间比分别为10:4时测定不同电源模式与涂层的厚度之间的关系如图3所示.图3可以看出,随沉积时间的延长,涂层厚度明显增加,但变化趋势逐渐变得缓慢.在恒电流条件下,沉积涂层在沉积30min 时的厚度为82.4L m;而在脉冲电流的条件下,沉积涂层在沉积30min 时涂层厚度为98.6L m,在同等沉积条件下,脉冲电流沉积获得的涂层厚度比恒电流条件下所获得的涂层厚度增加了16.2L m,满足生物种植体的基本厚度要求.在恒电流时,溶液中的阴阳离子定向运动到钛合金基体上,而脉冲电源的电压特有的针尖作用,加速了离子运动速度,涂层的生长速度加快.周期性的脉冲变化使涂层生成的片状晶相互重叠交错,提高了涂层的力学性能.3 涂层的相组成分析图4(a,b)是钛合金基体分别在恒电流条件下和脉冲电流条件下所获得的沉积涂层的XRD 物相组成.从图4分析可见,电源方式的改变并没有改变涂层的相组成,生成的仍为HA.4 结 论1)恒电流条件下沉积涂层的结合强度相对低于与脉冲电流条件下的沉积涂层的结合强度;2)脉冲电流所沉积的涂层平均厚度比恒电流所沉积的涂层平均厚度增加了约16.2L m,满足生物种植体的厚度要求.3)电源模式的改变并没有改变涂层的相组成,涂层仍为HA 相.参考文献:[1] 张玉梅,郭天文,李佐臣.钛及钛合金在口腔科应用的研究方向[J].生物医学工程学杂志,2000,17(2):206-208.[2] Schreckenbach J P,Marx G,Scgkittig F,et al .Characteriz ation ofAnodic Apark-converted Titanium Surfaces for Biomedical Applica -tions[J].J Mater Sci Mater M ed ,1999,10:453-457.[3] 崔福斋,冯庆玲.生物材料学[M ],北京:清华大学出版社,2004:5-74.[4] K.de Groot,J.G.C.Wol ke,J. 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