医用钛合金的表面改性

表面技术第53卷第9期甘油磷酸钙浓度对钛合金MAO涂层性能的影响肖水清，秦晋，王学禹，赵融芳，张荣发*（江西科技师范大学，南昌 330038）摘要：目的提高医用钛合金的生物活性。

方法在含葡萄糖酸钙（CaGlu2）、葡萄糖酸镁（MgGlu2）、植酸钠（Na12Phy）和磷酸（H3PO4）的基本溶液中，分别添加8、10、12 g/L甘油磷酸钙（Ca-GP），采用MAO 方法在Ti-6Al-4V表面制备3种涂层。

使用SEM、EDS、XRD、XPS和AFM检测涂层表面形貌、化学成分、物相结构、元素存在状态和表面粗糙度，并测试涂层的接触角、结合强度以及体外生物活性。

结果经过MAO处理后，钛合金表面可成功生长出多孔陶瓷涂层，Ca-GP参与了MAO涂层形成。

当Ca-GP的质量浓度为8 g/L时，涂层非常粗糙，Ca和Mg的原子数分数分别为7.56%和1.74%。

随着Ca-GP浓度的增加，微孔均匀性变好，表面微裂纹减少，且钙磷原子比（Ca/P）显著提高。

在含8、10 g/L的Ca-GP溶液中，制备的涂层以Ti、锐钛矿和金红石型TiO2组成为主；在12 g/L的Ca-GP溶液中生成的涂层，Ca/P原子比可达1.77，含有TiP2O7、Mg3(PO4)2和少量HA。

Ca-GP能显著增加涂层的粗糙度，且稍微增加涂层与基体之间的结合强度。

接触角测试结果表明，Ca-GP能明显改善涂层的亲水性。

结论随着Ca-GP浓度增加，涂层中钙含量增加，表明钙离子通过扩散进入MAO涂层中。

在含12 g/L Ca-GP溶液中制备的涂层，含TiP2O7、Mg3(PO4)2和HA，且Ca/P原子比与HA中的Ca/P原子比接近。

模拟体液中浸泡试验结果表明，添加12 g/L Ca-GP制备的MAO样品，表面形成了大量颗粒状HA，表现出优异的体外生物活性。

关键词：钛合金；微弧氧化；钙磷比；HA；生物活性中图分类号：TG174.4 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)09-0056-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.09.006Effect of Calcium Glycerophosphate Concentration on Propertiesof MAO Coatings Developed on Titanium AlloysXIAO Shuiqing, QIN Jin, WANG Xueyu, ZHAO Rongfang, ZHANG Rongfa*(Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330038, China)ABSTRACT: Titanium alloys have been widely used as implant materials due to their low density and elastic modulus, good biocompatibility and excellent corrosion resistance. However, they belong to bio-inert materials, which prevents the titanium implant from tightly bonding with the bone tissue. As a surface treatment method, micro-arc oxidation (MAO) can effectively improve the property of titanium alloys but may generate industrial wastewater. Therefore, selecting environmental friendly electrolytes to prepare high bioactive MAO coatings on the surface of titanium alloys will become the investigation focus. In this study, the environmentally friendly sodium phytate (Na12Phy) was used as the organic phosphorus-containing electrolyte. In收稿日期：2024-03-26；修订日期：2024-04-15Received：2024-03-26；Revised：2024-04-15基金项目：国家自然科学基金（52261017，52061013）Fund：National Natural Science Foundation of China (52261017, 52061013)引文格式：肖水清, 秦晋, 王学禹, 等. 甘油磷酸钙浓度对钛合金MAO涂层性能的影响[J]. 表面技术, 2024, 53(9): 56-64.XIAO Shuiqing, QIN Jin, WANG Xueyu, et al. Effect of Calcium Glycerophosphate Concentration on Properties of MAO Coatings Developed on Titanium Alloys[J]. Surface Technology, 2024, 53(9): 56-64.*通信作者（Corresponding author）第53卷第9期肖水清，等：甘油磷酸钙浓度对钛合金MAO涂层性能的影响·57·addition, calcium gluconate (CaGlu2), magnesium gluconate (MgGlu2) and calcium glycerophosphate (Ca-GP), commonly used in food and pharmaceutical industries, were separately selected as the calcium and magnesium sources in the coatings. Three anodic coatings were prepared by MAO treatment under constant voltage mode in a base solution containing 20.19 g/L CaGlu2,6.24 g/L MgGlu2, 5 g/L Na12Phy and 1.3 g/L phosphoric acid (H3PO4) added with 8, 10 and 12 g/L Ca-GP. Coating surfacemorphology, chemical composition, phase structure, elemental existing stage, and roughness were analyzed by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-sight spectrophotometer (EDS), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectrophotometer (XPS) and Atomic Force Microscope (AFM). In addition, static contact angle, bond strength and in vitro bioactivity of three MAO coatings were also measured. After MAO treatment, ceramic coatings with porous characteristics were successfully developed on titanium alloys and Ca-GP took part in coating formation. When Ca-GP was 8 g/L, the developed coating was very rough with evident micro cracks and its amounts of Ca and Mg elements were separately 7.56at.% and1.74at.%. With the increasing Ca-GP concentration, the coating uniformity about surface micro pores became well with lessmicro cracks. The increasing Ca-GP concentration could improve the Ca content in MAO coatings, indicating that Ca ions entered the MAO coating by diffusion. Ca-GP concentration could significantly increase the calcium-phosphorus ratios (Ca/P) of MAO coatings and the values fabricated in the base solution with 8, 10 and 12 g/L Ca-GP were separately 0.98, 1.33 and1.77. The developed MAO coatings in the solution added with 8 and 10 g/L Ca-GP were mainly composed of Ti, rutile, andanatase-type TiO2. However, in the base solution added with 12 g/L Ca-GP, the fabricated MAO coating contained TiP2O7, Mg3(PO4)2 and a small amount of hydroxyapatite (HA). Ca-GP significantly improved the coating roughness but slightly increased the bonding strength between the substrate and coating. The results obtained by measuring contact angle indicated that Ca-GP could significantly improve the hydrophilicity of MAO coatings. According to phase structure and the similar Ca/P ratio to that of HA, the prepared coating in the solution containing 12 g/L Ca-GP exhibits excellent bioactivity. The results obtained through immersion experiments in simulated body fluids show that a large amount of granular HA is formed on the surface of MAO coating fabricated in the base solution added with 12 g/L Ca-GP, which further shows that the MAO coating achieves excellent in vitro bioactivity.KEY WORDS: titanium alloy; micro-arc oxidation; calcium-phosphorus ratio; HA; bioactivity钛合金因密度小、比强度高、弹性模量低以及优异的耐蚀性和生物相容性，是一种较常用的医用金属材料[1-2]。

钛及钛合金的表面处理摘要：本文对钛及钛合金的表面处理的方法进行了综述，随着钛合金在航天航空、舰船、石油、化工以及其他行业的不断应用，世界各国尤其是发达国家和发展中国家的研究工作者为克服钛合金的缺点正做着各种尝试和努力，钛合金的表面处理方法也取得了长足的进展。

关键词：钛及钛合金表面处理研究方法1 引言钛及钛合金具有低密度、良好的耐腐蚀能力、高比强度以及令人满意的生物相容性，在航空航天、化工、生物医学等领域得到广泛的应用，并为社会带来巨大的经济效益。

然而，钛及钛合金表面硬度低，在滑动摩擦条件下摩擦力学性能差，特别是抗摩擦和磨损性能较差的钛合金，严重地限制了其应用范围。

为了有效地利用钛合金的优良性能，对其进行表面处理，是一种改善钛合金缺陷使其最大限度地发挥其优势的重要措施之一。

2 表面处理方法2.1 电镀在钛合金表面主要有镀镍、镀硬铬、镀银等，镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。

电镀前必须对钛合金表面进行预处理，膜层与基体的结合力差是钛及钛合金表面进行电化学处理的主要问题，要想在钛及钛合金上得到满意和合格的表面膜层，镀覆预处理是非常重要的步骤，而预处理的关键是“活化成膜”处理，若选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和提高镀覆层与基体的结合强度[1]。

2.2 交流微弧氧化微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。

它从阳极氧化发展而来．但它施加了几百伏的高压，突破了阳极氧化对电压的限制。

该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷，并获得较厚的氧化物膜。

对钛合金表面微弧氧化，获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。

改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能，在许多领域具有很好的应用前景[2]。

2.3 表面氧化处理一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金Co、Cr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差，而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。

因此，新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理，以提高其抗磨性。

钛及钛合金仿生表面改性研究进展*唐娟,崔振铎,朱胜利,桑晓明,杨贤金(天津大学材料学院,天津300072)摘要:钛及钛合金具有较好的生物相容性及优良的机械性能,在临床上得到了越来越广泛的应用。

表面生物活性化能够进一步改善其表面性能,提高表面生物活性。

本文对钛及其合金的仿生表面改性进行了综述,具体介绍了化学法、促形核剂法、自组装单分子法的活化机理,并对仿生表面改性的发展方向进行了探讨。

关键词:钛合金;磷灰石;仿生;生物矿化中图分类号:TG139文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2005)01-0019-041引言钛及钛合金因其良好的生物活性、优良的机械性能及耐蚀性被广泛用作生物医用材料。

对于生物医用材料,生物相容性是最基本的要求,而材料表面性能是决定其生物相容性的重要因素。

由于钛及其合金成分与人体组织截然不同,作为硬组织植入物时,它们与骨之间只是一种机械嵌连的骨整合,而非化学骨性结合,导致植入材料与骨组织之间结合较差,常引起植入失效。

利用等离子喷涂、溶胶-凝胶、激光熔覆等多种技术在钛及其合金表面制备钙磷层,改善了材料的生物安全性,但这些方法制备的涂层其成分和结构都与生物骨中的无机质有较大的差距,体内长期植入行为具有不确定性。

近年发展起来的仿生表面改性技术[1],是将经过适当表面处理的钛及其合金在模拟体液(sim ulated body fluid,SBF)中仿生生长类骨磷灰石,所形成的修饰层不仅可提高植入体的耐蚀性,抑制合金中金属离子的溶出,而且其成分与人体骨无机质更为接近,具有更好的生物相容性和骨结合能力,该技术已引起了人们的广泛关注[2~4]。

2仿生表面改性仿生表面改性技术模仿了自然界生理磷灰石的矿化机制,其特点在于磷灰石层是在类似于人体环境条件的水溶液中自然沉积出来的[5]。

在涂层生长过程中,人们还加入各种有机高分子,通过有机大分子和无机物离子在界面处的相互作用,从分子水平控制类骨磷灰石涂层的生长。

钛合金表面处理工艺
钛合金表面处理工艺有很多种，下面介绍几种常见的处理工艺：
1.阳极氧化：在钛合金表面生成一层致密的氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

2.电泳涂装：将钛合金放入电泳槽中，通电后使其表面沉积一层涂料，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

3.喷砂处理：通过喷砂去除钛合金表面的氧化膜和污垢，提高其表面粗糙度和清洁度。

4.化学镀：在钛合金表面沉积一层金属或金属合金，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

5.激光加工：通过激光束在钛合金表面烧蚀出各种形状的图案或文字，提高其装饰性。

6.微弧氧化：在钛合金表面生成一层氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

7.电解抛光：通过电解的方法去除钛合金表面的氧化膜和污垢，提高其表面光洁度。

8.蚀刻：通过化学反应去除钛合金表面的部分材料，形成图案或文字，提高其装饰性。

9.染色处理：将钛合金放入染色槽中，通入染料后使其表面着色，提高其装饰性。

这些工艺可以单独使用，也可以组合使用，以满足不同的需求。

1。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟射频等离子体对纯钛表面的氨基化改性采用射频辉光等离子体技术，以氮气与氨气的混合气体为气体源对纯钛进行处理。

采用X 射线光电子能谱对改性的样品表面成分进行分析，并讨论氨基化机理; 采用表面接触角测试仪研究了处理时间、放置时间及保存方式对材料表面亲水性的影响。

结果表明: 经过氮气与氨气的混合气体等离子体改性后，材料表面存在氨基和氮钛化合物，处理90 min 后，表面氨基含量高; 改性后材料表面亲水性增加，但随放置时间的增加亲水性变差，在5 h 内，改性钛片保存在氮气气氛中有利于亲水性的保持。

钛及钛合金具有低密度、低弹性模量、良好的耐蚀性和生物相容性等优点，近年来被广泛应用于生物植入体。

但钛植入体还存在缺乏骨诱导作用、与周围组织结合强度低及愈合时间长等问题，运用等离子体喷射、等离子体注入和化学处理来提高材料的生物活性越来越受到重视。

氨基是生物体内最主要的有机官能团之一，氨基引入材料表面可为某些生物大分子进行表面固定提供活性位点，它是金属材料生物化和智能化的重要基础，Haw-Ming Huang 等采用烯丙胺等离子体处理钛片，接上氨基后，再使用戊二醛交联接入白蛋白，结果表明改性钛片可促进成骨细胞的生长和阻止血栓的形成。

真空技术网(chvacuum/) 认为通过低温等离子体可以在纯钛的表面引入以化学键合的方式结合的氨基，比较稳定，赵静辉采用庚胺射频辉光放电等离子体对纯钛进行表面改性，结果表明钛表面存在键合较为稳定的氨基。

种植体表面亲水性是影响种植体骨结合以及细胞黏附的重要因素之一，因此保持材料表面亲水性非常重要。

本实验采用射频等离子体技术，以N2 和NH3 混合气体为气体源对纯钛表面进行氨基化改性，在纯钛表面引入氨基，提高材料表面的生物活性，并讨。

中国组织工程研究 第17卷 第29期 2013–07–16出版Chinese Journal of Tissue Engineering Research July 16, 2013 Vol.17, No.29doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.29.020 []李莺，李长义. 钛种植体表面改性策略及对骨整合的影响[J].中国组织工程研究，2013，17(29): 5395-5402.ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH5395www.CRTER.org李莺☆，女，1976年生，天津市人，汉族，2011年日本大学松户齿学部毕业，博士，主治医师，主要从事口腔生物材料相关研究。

yingli3051@通讯作者：李长义，博士，教授，主任医师，天津医科大学口腔医院，天津市 300070changyi_li@中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2013)29-05395-08收稿日期：2013-04-09 修回日期：2013-04-27 (201302159/WLM ·S)Li Ying ☆, M.D., Attending physician, Stomatological Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300070, Chinayingli3051@Corresponding author: Li Chang-yi, M.D., Professor, Chief physician, Stomatological Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300070, Chinachangyi_li@Supported by: the Scientific and Technological Developmental Foundation in Tianjin Universities, No. 20120126*Received: 2013-04-09 Accepted: 2013-04-27钛种植体表面改性策略及对骨整合的影响*☆李 莺，李长义(天津医科大学口腔医院，天津市 300070)文章亮点：1 通过钛金属表面改性而使其更好的与骨组织形成生物性结合，是口腔种植材料缩短种植周期，获得早期骨整合和更高的结合强度研究的热点之一。

经不同表面改性处理的钛合金的微动疲劳和微动磨损行为对比研究本文研究了经不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为方面的对比。

首先，我们使用机械划伤和电化学抛光的方法对钛合金进行了表面改性处理，得到了三组不同表面形貌的试样。

然后，利用微动实验仪对这三组试样进行了微动疲劳和微动磨损测试。

通过分析试验结果，我们发现不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为上存在较大差异。

其中，经过机械划伤处理的试样表现出较高的微动疲劳寿命和较低的微动磨损速率。

而经过电化学抛光处理的试样则表现出较低的微动疲劳寿命和较高的微动磨损速率。

综合考虑试验结果，我们认为机械划伤处理能够显著改善钛合金的微动疲劳和微动磨损性能，而电化学抛光处理则对其产生负面影响。

这些研究结果对于设计和制造高性能钛合金微动部件具有重要的指导意义。

此外，我们还对比研究了不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损机制上的差异。

通过扫描电子显微镜（SEM）的观察，我们发现经过机械划伤处理的试样表面形成了一层较为均匀且致密的划痕区，这可能有助于增强材料的耐疲劳性能和抵抗微动磨损。

而经过电化学抛光处理的试样表面出现了较为光滑的表面，但也存在着微小的缺陷和微观裂纹，这可能导致其微动疲劳寿命和微动磨损速率的增加。

此外，我们还对两组试样的表面硬度进行了测量，并发现经过机械划伤处理的试样表面硬度较高，而经过电化学抛光处理的试样表面硬度较低。

这与之前观察到的微动磨损速率的差异相吻合，说明表面硬度与微动磨损行为之间存在一定的关联。

在实验中，我们还考虑了其他因素对微动疲劳和微动磨损行为的影响，如载荷大小、接触面积等。

通过对不同参数的变化进行分析，我们发现在相同载荷下，经过机械划伤处理的试样具有较高的疲劳寿命和较低的磨损速率。

这进一步证实了机械划伤处理能够显著改善材料的微动性能。

综上所述，本研究对经不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为方面进行了对比研究。

钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料，具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。

在众多的钛制品中，钛及钛合金表面处理技术和应用，是钛材料应用中的重要领域。

本文将对其进行探讨。

一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术，通过电解过程使得钛表面生成氧化层。

该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能，可以保护钛及钛合金表面，在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。

2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法，从而生成膜层，从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。

此外，化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。

3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术，通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上，从而实现钛和钛合金表面的表面改性。

该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性，还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。

二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。

可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。

表面处理后，不仅可以提高钛材料的生物相容性，还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落，并降低钛材料的磨损程度。

2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。

通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。

3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域，广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。

表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。

另外，在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高，而化学镀膜技术可以满足这种需求。

三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。

通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后，不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能，还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求，具有重要的应用价值。

阳极氧化技术在钛合金表面处理中的应用随着科学技术的不断发展，钛合金作为一种先进材料，被广泛应用于航空、航天、医疗、汽车等领域。

然而，钛合金表面的化学性能以及机械性能却成为了瓶颈。

为了改善钛合金表面性能，采用了阳极氧化技术来对钛合金表面进行处理，以提高其耐磨性、耐腐蚀性等。

一、阳极氧化技术介绍阳极氧化技术是一种利用氧化物把金属钛的表面处理成一层致密的氧化层的方法。

在钛合金表面形成的氧化层，可以防止钛合金与外界物质的接触，提高钛合金表面的抗腐蚀性和抗磨损性能，同时也可以增加钛合金表面的装饰性。

这种技术的特点是能够控制氧化层的厚度和孔隙度，从而对氧化层的物理性质和组成进行调控。

同时，阳极氧化技术还能够使钛合金的表面形成不同颜色的氧化层，这对于装饰性很重要。

二、钛合金表面处理的应用（一）医疗领域目前，钛合金已经广泛应用于医疗领域，如替代骨植入物、正畸器、假体、牙科设备等。

但是，但是钛合金的表面并不能满足所有医疗设备的要求，需要对其表面进行处理。

阳极氧化技术可以使钛合金表面形成致密的氧化层，进而提高其抗腐蚀性和抗磨损性能。

对于植入材料而言，这种处理还可以提高钛合金与生物组织之间的相容性和生物相容性。

（二）汽车领域在汽车领域，因为钛合金的密度低、比强度高、抗腐蚀性好等特性，被广泛应用于制造汽车零部件，如发动机、变速箱等关键部分。

但是，钛合金的表面也需要经过一定处理来提高其防腐性和防氧化性能。

这时，则采用阳极氧化技术，来制备致密的氧化层，以增加坚硬度和制造的精度。

（三）航空领域在航空领域，钛合金的机械性能和化学性能被广泛地应用于制造飞机及其零部件，如发动机叶片、飞机外壳等关键部位。

阳极氧化技术也被用于将钛合金表面的薄膜厚度和孔隙度调节到可以使用的水平，以达到更好的抗腐蚀性和耐磨损性。

由于阳极氧化技术成为现代航空工业的核心技术之一，钛合金也得以在航空领域中获得广泛应用。

综上所述，阳极氧化技术在钛合金表面处理中的应用是十分广泛的，尤其在医疗、汽车、航空等各个领域，其重要性不可高估。

钛合金表面微弧氧化的研究进展1前言生物医用钛合金是医用材料的重要组成部分，主要应用于治疗和替代人体器官和组织，是具有巨大发展空间的新型载体材料[1]。

钛合金由于密度小、比强度高、耐腐蚀及优良的生物相容性，已成为应用最为广泛硬组织植入材料。

此类植入体材料具有比重轻、弹性模量小的优点，因此可以减少植入体与骨界面处的应力集中[2]。

将钛合金植入机体后可以诱导骨融合，且对人体无害[2]。

但钛合金是生物惰性材料，表面无抗菌性，在生理环境中及负荷条件下耐磨、耐蚀性较差。

因此，提高植入体材料的抗腐蚀能力及抗菌性能，改善其生物相容性是钛合金植入物材料所面临的主要问题[3]。

利用表面处理工艺在钛合金表面形成一层氧化膜可以提高其性能[4]。

目前研究较多的表面改性技术有溶胶-凝胶、气相沉淀、电化学改性(微弧氧化)、等离子体喷涂等技术[5]。

微弧氧化（Microarc Oxidation）又称微等离子氧化［6］，是一种在有色金属表面原位生长氧化膜的技术。

微弧氧化采用较高电压，将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区引入到高压放电区，可在镁、铝、钛等金属及其合金表面形成一层结合强度较高的氧化膜。

所谓微弧氧化就是将Al、Mg、Ti等金属或其合金放在电解质水溶液中，利用电化学方法，在机体的表面微孔中产生火花放电，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，生成陶瓷膜的阳极氧化方法[7]。

该陶瓷膜，可以阻止接触腐蚀，降低摩擦系数，极大地提高其耐磨和耐蚀性能，拓宽应用领域[8]。

2 常见表面改性技术2.1溶胶-凝胶用溶胶-凝胶法在钛及钛合金表面制备羟基磷灰石涂层，该涂层可改善其表面生物活性[9]。

溶胶-凝胶方法的优点主要有所得材料具有较高的纯度且较均匀，反应所需温度较低[10]，它所涉及的工艺和设备相对也较为简单。

但是，通过溶胶-凝胶技术获得的涂层需要热处理，而热处理过程通常会对钛合金机体产生不利影响[11]。

2.2气相沉积气相沉积主要分为化学气相沉积和物理气相沉积。

钛种植体表面改性的生物化学方法作者：张宁来源：《中国保健营养·中旬刊》2013年第06期【摘要】自本文专注于介绍一些钛表面改性的生物化学方法，包括自组装单分子膜技术，光化学技术，蛋白阻抗及蛋白移植术等，通过相应的表面改性，使得钛及其合金的耐腐蚀性及其生物学性能能够得到改善和提高，这些方法通过不断的改进和进一步的研究，对临床上钛的应用及发展有一定的指导意义【关键词】钛；种植体；表面改性；生化方法【中图分类号】R783 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）06-0149-011 概述钛及其合金材料在生物医学领域应用广泛，由于其优越的生物相容性，良好的耐腐蚀性及优良的生物安全性，使得其在与其他传统的合金的相比中显示出了优势。

钛种植体比重轻，弹性模量小，可以减少金属植入体和骨界面的应力集中[1]，也就减少了种植体植入后折断、脱落等并发症发生的机会。

在钛及钛合金应用的早期，化学纯Ti 和Ti-6Al-4V得到了广泛的研究和应用，现如今，现代钛合金和正畸用的β钛合金也得到了一定的发展。

基于它的优良性能，钛广泛的应用于人工骨骼，关节硬组织的替代品及牙科的种植体领域[2]。

作为牙种植体，可根据其植入的位置分为，牙内种植体，粘膜下种植体，骨内种植体等。

这些种植体从单个牙的缺失到全口牙列的缺失都可以应用，牙种植体和自身骨组织之间形成“骨整合”，使得种植体在口内得以发挥良好的作用。

一些种植体的表面改性技术，例如化学酸蚀术，喷砂术等，经常被用来提高牙种植体的骨整合性能2 表面改性及其生化方法2.1 钛的表面结构及改性原因现如今，关于钛和钛合金的结构、组成、性能方面已有大量的研究和报道。

钛的很多性能源自于其表面的氧化层，众所周知，当钛暴露在空气中时，其表面会自发的形成一层氧化膜，正是这个几微米厚的薄膜，使得钛拥有了较强的化学惰性，耐腐蚀性及其生物相容性。

种植体植入体内后，材料表面和生物环境之间会相互影响，并发生一系列生物学反应，同时也会出现由机体导致的特殊应答反应。

Ti 穀臧Voo.38 No.1Febeuaey 2021第38卷第1期2021年 2月钛表面改性Al/NiCu 组合涂层反应机理及抗氧化性能贾倩倩S 张楠楠2,李德元2,李斌S 赵文珍3（1.辽宁轨道交通职业学院，辽宁沈阳110023）（2.沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110870）（3.沈阳工业大学机械工程学院， 沈阳110870）摘 要：采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了 AWNC u 组合涂层,在700 C 的大气环境下对A/NC u /T i 试件进行加热处理，Al 、Niu 复合涂 间发生扩散反应并原位生成具有一 温氧 的NcAi 金属间化合物涂层$对加热改性处理前后涂层的微观组织及NcAi 金属间化合物的形成机理进行了研究，并对经加热和打磨处理后的A/NCu/Ti 试件及无防护涂层的T-块进行了 800 C/100 h 的高温氧化试验。

研究结果显示，T 基体表面A/NCu 涂层经700 C 炉中加热改性处理后，Al 、NCu 涂层间可发生扩散反应并原位生成N i C-3、 CuA/、Ni 2A13及含有一定Cu 元素的NiAl 金属间化合物，但只有高熔点的NiAl 金属间化合物能够始终稳定地存在，且此金属间化合物对T-基体起到了较好的高温防护作用$关键词：电弧喷涂；等离子喷涂；改性反应；原位生成；NcAi 金属间化合物；高温氧化中图分类号：TG174. 44文献标识码：A 文章编号：1009-9964(2021)01-030-07Reaction Mechanism and Oxitation Resistance of Modited AdNiCu Composite Coating on TtJin Qianqian 1，Zhang Nannan 2， Li Deyuan 2， Li Bin 2， Zhao Wenzhen 3(1. Guipao Jiaotong Polytechnic Institute ，Shenyang 110023， China )( 2. Schoo oo eMate eca os Sc cence and Engcneeecng ， ShenyangUnceeesctyoeTechnooogy ， Shenyang 1 10870 ， Chcna )(3. School of Mechanical Engineering ，Shenyang University of Technology ，Shenyang 110870， China )Abstract : The A/NiCu composite coatings were deposited on the surface of a pure Ti substrate by plasma spray Wchnolgy and arc spray technology ，and then the sprayed A/NiCu/Ti specimen was then heated in the furnace at 700 C •A Ni-Al intermetallic compound protective coating with oxidation resistance formed through in-situ reaction between Aland NcCu composct coatcngs.Th,mcceosteuctue oeth,coatcngsb,eoe and aeteh,atmodceccatcon teatm,ntand th, formation mechanism of Ni-Al inWrmetallic compounds were studied. In addition ，the oxidation Wsts of the A/NiCu/Ti speccmen (a ete eheat cng and poocshcngteeatment) and theuncoated Tcat800 C eoe100 h weeeconducted.Theeesuotsshow that ，by modifying A/NiCu spray coatings on Ti substrate with furnace heating treatment at 700 C ， NiA/，CuA/，N-2 A/ and NiAl intermetallic compounds with certain Cu elements form through in-situ reaction betweenA/NiCu composite coatings. However ，only the NiAl intermetallic compound with high melting point can stay stable ， and this intermetallic compound can protect Ti substrate under high temperature.Key words : ac spray ； plasma spray ； modiCed reaction ； in situ reaction ； Ni-Al 01x 111X21010； high tempeature oxidation随着航空航天工业的迅速发展，对用发方面的，而钛及钛合金作的 材料［1-4］，如何进一步收稿日期：2020 -07 -20通信作者：贾倩倩（1987—），女，博士，讲师$用温度及高温 成为了现阶段学者们的研究热点$目前，最常用的方法是在钛材表面制 备出一 有 温氧 的防护涂层［5-10］$金属间化合物通常具有 的熔点及 的抗，，金间化合物通常被用来 钛体表面的防护涂层［11，12］$ 前，常的用来制备第1期贾倩倩等：钛表面改性Al/NiCu组合涂层反应机理及抗氧化性能31金属间化合物涂层的工艺方法有电子束熔融法及磁控溅射法，但电子束熔融法制备金属间化合物涂层的效率往往较低，而磁控溅射法制备金属间化合物涂层不仅成本高，且制得的涂层通常较薄。

l O中国医药指南2008年9月第6卷第17期G ui de of C h m a M ed i dne，Sept em ber2008，V06，N o17小鼠的被动回避学习记忆能力，表明H RG对学习记忆有易化作用；能提高M P／J,鼠血清中SO D活力，降低M D A含量，表明其具有抗自由基的作用I能降低M P小鼠L es s指数与脂肪系数，表明H R G 对更年期自发性肥胖有改善作用。

参考文献【11徐淑云主编．药理实验方法学[M】．第一版，1008．【2】程化奇．大鼠更年期实验模型研究【J】．上海实验动物科学，1993．13(4)：192-196．【3】徐淑云主编．药理实验方法学【M】．第三版，805．【4】徐淑云主编．药理实验方法学[M】．第二版，1479，1991．【5】H．G．沃格尔主编．药理学实验指南【咖．科学出版社，2001：277-278．【6】徐淑云主编．药理实验方法学【M】．第三版，826-827．【7】娄艳，陈志良，王春霞．齐墩果酸对更年期大鼠作用的实验研究加．中药材，28(7)：584-586．【81李东安，李伟，李绍华．济阴口服液药理实验研肃[J1．辽宁中医杂志，2003．30(3)：235—236．【9】李仪奎主编．中药药理实验方法学[M】．150．【10]Shughr ue P J，M er c hen t ha l er I．E vi denc e f or novel es t r oge n bi ndi ng s i t e s i n t he r at hi艄m puS【J】．Neurosci ence，2000，1999(4)：605-612．【1l】鲁遂荣等．更年平调液对更年期大鼠自由基影响的实验研究嘲．中国中医基础医学杂志，1998。

4(8)：35-37．【12】全国继续医学教育委员会主编．妇产科学进展[M】．长春出版社，2001：133．钛合金表面改性对细菌黏附的影响陈慧娟’梁峥嵘2【摘要】目的研究钛合金表面改性形成氮化钛膜对细茵黏附能力的影响．方法制作钛合金试件144件，随机选出72件，采用多弧离子镀法在其表面改性形成氮化钛膜，钛合金为对照组，镀膜后钛合金为实验组。