本文關(guān)鍵詞：316L不銹鋼表面超聲磷化工藝及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：316L不銹鋼因其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐蝕性以及相對較低的價格成為人工關(guān)節(jié)、固定支架、齒科、心臟外科等植入材料之一。但316L不銹鋼在臨床應(yīng)用中仍然存在著不耐磨以及對人體有害元素鎳離子的溢出等問題,實(shí)踐證明,表面改性處理可以有效地克服316L不銹鋼存在的問題。磷化處理工藝簡單、穩(wěn)定,成本低,能滿足大批量生產(chǎn)的要求。此外,磷化處理所獲得的磷化膜具有良好的耐蝕性、耐磨性及生物相容性,且對人體無害。目前,在316L不銹鋼表面制備磷化膜鮮有報道。本文在316L不銹鋼磷化處理中引入超聲場,通過正交試驗(yàn)法優(yōu)化超聲磷化處理工藝參數(shù);采用封閉處理提高磷化膜的致密性,通過單因素試驗(yàn)法優(yōu)化封閉處理工藝參數(shù)。借助掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、電化學(xué)工作站和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等儀器對磷化膜的表面形貌、成分、結(jié)構(gòu)、膜厚、耐蝕性、耐磨性、生物活性、血液相容性和鎳離子溢出等性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果顯示,超聲場能明顯加速316L不銹鋼表面磷化速度,制備的磷化膜分布均勻、完整致密,膜厚達(dá)到15μm,其最佳磷化工藝參數(shù)是:溶液p H值2.7,時間90min,超聲功率200w,溫度50℃;經(jīng)過封閉處理后,磷化膜的孔隙率由原先的9.8%下降到2.9%,致密性明顯提高,封閉處理的最佳工藝參數(shù)是:溫度80℃,硅酸鈉濃度10g/L,時間15min。磷化處理后,試樣表面的摩擦系數(shù)顯著降低,尤其是超聲磷化處理,由基材的0.574下降到0.122,基材的耐磨性明顯提高;磷化膜能獲得較高的自腐蝕電位,尤其是封閉處理后的磷化膜,自腐蝕電位由基材的-0.813V升至-0.312V,提高了基材的耐蝕性能;磷化處理后的試樣均能誘導(dǎo)類骨磷灰石形成,抗凝血時間從基材的25min增加到60min以上,體現(xiàn)出良好的生物相容性。此外,封閉處理的磷化膜浸泡在模擬體液中14天后鎳離子的溢出量從基材的1.827μg/m L降低到0.134μg/m L,有效阻隔了鎳離子的溢出。
【關(guān)鍵詞】：316L不銹鋼 超聲場 磷化處理 封閉處理 耐磨性 耐蝕性 生物性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 生物醫(yī)用材料概述12-16
• 1.1.1 生物醫(yī)用材料的發(fā)展與分類12-14
• 1.1.2 生物醫(yī)用金屬材料14-16
• 1.2 生物醫(yī)用 316L不銹鋼16-17
• 1.2.1 316L不銹鋼的發(fā)展及應(yīng)用16
• 1.2.2 316L不銹鋼臨床應(yīng)用中存在的問題16-17
• 1.3 316L不銹鋼表面改性研究進(jìn)展17-20
• 1.3.1 機(jī)械表面改性18
• 1.3.2 物理表面改性18-19
• 1.3.3 化學(xué)表面改性19-20
• 1.4 不銹鋼磷化的研究進(jìn)展20-24
• 1.5 本課題研究的目的、意義及內(nèi)容24-26
• 1.5.1 本課題研究的目的和意義24-25
• 1.5.2 本課題研究的內(nèi)容25-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法26-35
• 2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備26-28
• 2.1.1 試驗(yàn)材料與試劑26-27
• 2.1.2 試驗(yàn)儀器27-28
• 2.2 磷化處理28-30
• 2.2.1 磷化方法28-29
• 2.2.2 工藝流程29-30
• 2.3 磷化膜的表征30-35
• 2.3.1 磷化膜表面形貌及厚度分析30
• 2.3.2 磷化膜結(jié)構(gòu)分析30
• 2.3.3 耐蝕性測試30-32
• 2.3.4 耐磨性測試32
• 2.3.5 生物活性測試32-33
• 2.3.6 鎳離子溢出測試33
• 2.3.7 抗凝血性能測試33-35
• 第三章 超聲場對 316L不銹鋼磷化處理的影響35-49
• 3.1 磷化膜的制備35-38
• 3.1.1 磷化預(yù)處理35-37
• 3.1.2 磷化處理37-38
• 3.2 磷化膜生長過程分析38-39
• 3.3 磷化膜的組織與結(jié)構(gòu)分析39-42
• 3.3.1 磷化膜的表面形貌及厚度39-41
• 3.3.2 磷化膜的結(jié)構(gòu)41-42
• 3.4 磷化膜的性能分析42-47
• 3.4.1 磷化膜的耐磨損性能42-44
• 3.4.2 磷化膜的耐腐蝕性能44-45
• 3.4.3 磷化膜的生物活性45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 316L不銹鋼超聲磷化處理工藝優(yōu)化49-58
• 4.1 磷化工藝參數(shù)對磷化膜的影響49-51
• 4.1.1 磷化溫度49
• 4.1.2 磷化時間49-50
• 4.1.3 超聲功率50
• 4.1.4 溶液pH值50-51
• 4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 磷化膜形貌分析52-54
• 4.4 磷化膜耐蝕性分析54-56
• 4.5 最佳工藝下磷化膜表面形貌分析56
• 4.6 本章小結(jié)56-58
• 第五章 封閉處理對磷化膜組織與性能的影響58-68
• 5.1 磷化膜封閉處理工藝58-61
• 5.1.1 硅酸鈉濃度對磷化膜的影響58-60
• 5.1.2 封閉時間對磷化膜的影響60-61
• 5.2 封閉處理后磷化膜的組織與結(jié)構(gòu)分析61-63
• 5.2.1 磷化膜的表面形貌分析61-62
• 5.2.2 磷化膜的結(jié)構(gòu)分析62-63
• 5.3 封閉處理后磷化膜的性能分析63-67
• 5.3.1 動態(tài)凝血時間檢測63-65
• 5.3.2 磷化膜的耐蝕性能分析65-66
• 5.3.3 磷化膜表面鎳離子溢出檢測66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 碩士期間發(fā)表論文77

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;不銹鋼表面處理新方法[J];包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報;2002年02期

2 ;不銹鋼抗菌層制造新技術(shù)[J];發(fā)明與革新;2000年05期

3 陳天玉;不銹鋼表面處理應(yīng)用技術(shù)簡介(Ⅰ)[J];材料保護(hù);2002年01期

4 ;雷明凱教授談對普通不銹鋼表面進(jìn)行耐磨耐蝕改性[J];中國表面工程;2003年02期

5 張朝輝;淺談不銹鋼原材料[J];機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量;2004年11期

6 楊蘭,李振忠,王曉強(qiáng);不銹鋼表面處理的試驗(yàn)研究[J];鍋爐制造;2005年03期

7 ;不銹鋼為什么也生銹?[J];表面工程資訊;2009年05期

8 駱?biāo)卣?江來珠;彭建國;王如萌;;食品接觸用不銹鋼的安全性探討[J];寶鋼技術(shù);2013年05期

9 李新濤;;不銹鋼鍍銀[J];電鍍與精飾;1984年06期

10 李有觀;不銹鋼表面處理新法[J];南方鋼鐵;1994年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石日華;王海人;屈鈞娥;孫爭光;肖珍;;近現(xiàn)代不銹鋼表面處理技術(shù)研究進(jìn)展[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

2 王和義;黃瑋;熊旺;;純化氫用多孔不銹鋼表面的修飾技術(shù)[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

3 劉芳;閆松毓;孫將達(dá);何燕;韓培德;;304不銹鋼表面銹蝕層組成、結(jié)構(gòu)及原因分析[A];第十三屆中國體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

4 蔣有榮;;304L代替321不銹鋼可行性研究[A];2006全國核材料學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

5 李紅軒;徐洮;陳建敏;周惠娣;胡麗天;劉惠文;;預(yù)處理對不銹鋼表面沉積類金剛石薄膜的影響[A];第三屆全國掃描電子顯微學(xué)會議論文集[C];2003年

6 陸春海;孫穎;郎定木;劉雪梅;朱曉紅;高戈;飛躍;謝衛(wèi)華;;脈沖供電去除不銹鋼表面的鈾[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

7 高福金;;含鉻系列不銹鋼黑色化學(xué)氧化工藝[A];中國工程物理研究院科技年報（1999）[C];1999年

8 閆松毓;劉芳;孫將達(dá);何燕;韓培德;;加熱氣氛對304不銹鋼表面氧化鐵磷組成、結(jié)構(gòu)的影響[A];第十三屆中國體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

9 王衛(wèi)國;;印染行業(yè)的不銹鋼應(yīng)用[A];“科德杯”第五屆全國染整機(jī)電裝備節(jié)能減排新技術(shù)研討會論文集[C];2010年

10 ;不銹鋼表面硬化及黑化技術(shù)[A];廣東省材料研究學(xué)會部分單位會員成果匯編[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鎳協(xié)會 供稿;建筑業(yè)選用不銹鋼應(yīng)“量體裁衣”[N];中國冶金報;2006年

2 本報首席記者 包斯文;不銹鋼筋應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大 市場前景看好[N];中國冶金報;2011年

3 ;瞻肯森博士認(rèn)為建筑用不銹鋼大有可為[N];中國冶金報;2001年

4 斯文;不銹鋼成為餐飲設(shè)備用料主力軍[N];中國冶金報;2003年

5 張化義;不銹鋼在現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施中的重要作用[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

6 肖英龍;不銹鋼在日本基礎(chǔ)建設(shè)中的應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

7 實(shí)習(xí)記者 孫書堯;不銹鋼香皂據(jù)說祛味[N];消費(fèi)日報;2012年

8 李兵;不銹鋼表面處理新法[N];中國冶金報;2002年

9 郭廷杰;日本不銹鋼表面加工現(xiàn)狀（一）[N];世界金屬導(dǎo)報;2004年

10 王磊;寶鋼不銹鋼分公司實(shí)現(xiàn)新突破[N];現(xiàn)代物流報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鞠鵬飛;316L不銹鋼表面電鍍鈀合金膜層工藝及其在非氧化性介質(zhì)中耐蝕行為研究[D];北京化工大學(xué);2013年

2 詹瑋婷;不銹鋼表面微、納米薄膜的制備及光催化和抗菌性能研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

3 唐捚磊;不銹鋼表面高耐蝕性鈀系膜層的制備與應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2010年

4 王旭;強(qiáng)流脈沖離子束輻照316L不銹鋼結(jié)構(gòu)及性能研究[D];大連理工大學(xué);2007年

5 馮凱;離子注入提高不銹鋼耐腐蝕和表面導(dǎo)電性能的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 趙艷;低熔點(diǎn)金屬與不銹鋼表面交互作用的研究[D];大連理工大學(xué);2013年

7 王淑梅;二氧化氯作用下不銹鋼和鈦的腐蝕行為研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

8 陳長安;鋁和不銹鋼中氦行為研究[D];中國工程物理研究院北京研究生部;2003年

9 武小娟;不銹鋼Ni-P化學(xué)鍍層性能及動力學(xué)理論的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

10 陸洪彬;不銹鋼表面高性能納米防護(hù)涂層研究[D];南京大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃蓉芳;鉻錳不銹鋼在酸性食物模擬環(huán)境中的腐蝕行為研究[D];上海大學(xué);2015年

2 黃晉華;316LN不銹鋼相析出轉(zhuǎn)變過程及其對耐蝕性能影響的研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

3 申航航;4Cr13、8Cr17不銹鋼表面等離子滲鋯層組織及性能研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 祁昌洋;316L不銹鋼表面超聲磷化工藝及性能研究[D];江蘇大學(xué);2016年

5 曾靜;不銹鋼表面聚吡咯、聚苯胺的制備及其電化學(xué)性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

6 閆斌;0Cr18Ni9不銹鋼表面耐腐蝕雙功能性硅氧烷膜的制備與性能研究[D];大連理工大學(xué);2008年

7 佘青;硼不銹鋼腐蝕行為初探[D];重慶大學(xué);2013年

8 張喜澤;無鎳不銹鋼成分優(yōu)化的研究[D];吉林大學(xué);2013年

9 張永志;304不銹鋼表面苯胺及其衍生物堿性聚合膜的制備與抗蝕性能研究[D];西南大學(xué);2010年

10 于菲;不銹鋼表面多巴胺復(fù)合膜的制備及抗蝕性能的研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：316L不銹鋼表面超聲磷化工藝及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：312813