摘要钛合金是最近几十年发展起来的新型金属材料，在当前社会下发展前景良好。钛合金是以钛元素作为主体，掺杂了其他元素的新型合金。钛合金有其独有的高强度，高耐腐蚀性及低密度等特点，符合人们目前对新型金属的要求。在航空航天领域及生物医疗领域有很辽阔的应用前景，因此，对钛合金的各方面性能的研究显得尤其重要。 本文选用钛铌钽锆合金作为材料，这种合金因其与骨组织相近的模量，良好的腐蚀性能和生物活性有望应用在生物医疗领域。本文着重研究了 Ti29Nb13Ta4.6Zr在不同 Cl-浓度溶液中的电化学阻抗谱及阳极极化行为，同时研究了磷酸根离子对该合金在含 Cl-溶液中腐蚀行为的影响。另一方面通过化学方法改进了材料的表面活性，通过 X射线，能谱分析等检测手段分析合金样品结构、表面处理后的表面形貌成分。经过处理后钛合金表面可以更容易地生长出仿羟基磷灰石结构，使其可以与人体骨骼连接的更紧密。 25141
毕业论文关键词 钛合金 电化学性能 表面改性 生物活性
Title The electrochemical behavior and bioactivity of the titanium alloy
Abstract
Titanium alloys are the novel metal material developed in recent decades and
good prospects for development in the current society. Titanium alloys exhibit
unique high strength, high corrosion resistance and low density and other excellent
characteristics, with high potential application in aerospace and biomedical
fields. Therefore, the researches on the performance of titanium alloys are
particularly important and necessary.
TiNbTaZr alloy with low young’s modulus and high strength was investigated
in this research. The polarization curves and EIS were carried out in different
solution with different concentration of Cl-
. The effect of phosphate ion in PBS
solution was also studied. The bioactivity of TiNbTaZr was investigated after
pretreatmeat in NaOH solution. It’s found that calcium phosphate layering is
formed on the treated porous surface. The corrosion mechanism and high bioactivity
of TiNbTaZr alloy were discussed.
Keywords Titanium alloy bioactivity Electrochemical performance; Surface treatment;
目 次
1 绪论. 1
1.1 钛合金简介 1
1.2 钛合金的分类 2
1.3 Ti 合金在生物方面的应用 . 3
1.4 钛合金的表面改性 6
1.5 选题目的与研究内容 8
2 实验方法. 10
2.1母合金的制备及结果表征 . 10
2.2 反应溶液配置. 10
2.3 Ti29Nb13Ta4.6Zr 合金的表面处理及形貌分析 . 11
2.4 电化学试验. 11
3 结果讨论与分析. 12
3.1 Ti29Nb13Ta4.6Zr合金的结构 . 12
3.2 Ti29Nb13Ta4.6Zr 合金的电化学行为 . 12
3.3 Ti29Nb13Ta4.6Zr 合金的表面活性分析 . 16
结 论. 22
致 谢. 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 钛合金简介
对于钛合金的研究始于 20 世纪早期，第一个成功研制成功并使用受到广泛
认可的合金是Ti-6Al-4V合金。由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、
可焊性、耐蚀性和生物相容性均强与于当下的使用金属，所以一经产出即成为钛
合金中的领衔金属。该合金使用量已占全部钛合金的 75%～85%[1]
。现在的许多
钛合金都是以Ti-6Al-4V合金作为原版进行改进的合金。
随着科技的发展，越来越多的国家加强了对钛合金应用的研究，并取得了实 钛合金的电化学行为与生物活性研究:http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_18779.html