本文關(guān)鍵詞：激光噴丸強(qiáng)化醫(yī)用Ti6Al4V合金抗生物腐蝕及腐蝕磨損性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Ti6Al4V合金是醫(yī)用領(lǐng)域使用最為廣泛的金屬材料,常被用來制作體內(nèi)承載苛刻的長期植入件,因此要求其具有優(yōu)異的耐生物腐蝕及耐腐蝕磨損性能。目前常采用表面改性方法提高醫(yī)用鈦合金表面的機(jī)械性能和生物性能。激光噴丸強(qiáng)化是利用激光的力效應(yīng)進(jìn)行材料表面改性的技術(shù),由于其強(qiáng)化效果好、無熱影響區(qū)、可控性強(qiáng),且不存在涂層質(zhì)量和結(jié)合強(qiáng)度等問題,近年來受到國內(nèi)外諸多學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文以醫(yī)用Ti6Al4V合金為研究對象,開展激光噴丸強(qiáng)化試驗(yàn)及表面完整性測試,并通過腐蝕磨損和電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)研究激光噴丸強(qiáng)化對材料抗生物腐蝕及腐蝕磨損性能的影響,主要工作包括:(1)基于生物腐蝕電化學(xué)原理和腐蝕磨損理論基礎(chǔ),分析醫(yī)用鈦合金表面腐蝕傾向、腐蝕速度、鈍化性能、點(diǎn)蝕敏感性和腐蝕磨損的影響因素,結(jié)合激光沖擊波作用機(jī)理和激光噴丸應(yīng)力強(qiáng)化及組織強(qiáng)化機(jī)制,探討激光噴丸提高醫(yī)用Ti6Al4V合金生物腐蝕及腐蝕磨損性能的可行性。(2)開展激光噴丸強(qiáng)化Ti6Al4V合金試驗(yàn)及表面完整性檢測,并在Hank's模擬體液中進(jìn)行腐蝕磨損試驗(yàn),分析激光噴丸強(qiáng)化對試樣的殘余應(yīng)力、表面及截面硬度和摩擦系數(shù)、磨痕形貌、磨損率的影響。結(jié)果表明,激光噴丸在試樣表面誘導(dǎo)產(chǎn)生高幅殘余壓應(yīng)力和一定深度的硬化層,與未處理試樣相比,激光噴丸試樣腐蝕磨損的摩擦系數(shù)、磨痕深度和磨損率降低,磨損類型由黏著磨損轉(zhuǎn)化為犁溝狀磨粒磨損,在Hank's模擬體液中的抗腐蝕磨損性能得到有效改善。(3)開展激光噴丸強(qiáng)化Ti6Al4V合金在Hank's模擬體液中的電化學(xué)腐蝕試驗(yàn),研究試樣生物腐蝕的熱力學(xué)參數(shù)、動力學(xué)參數(shù)、鈍化性能、點(diǎn)蝕敏感性和腐蝕表面的形貌與能譜。結(jié)果表明,激光噴丸使試樣表面的含氧量和鈍化性能提高,與未處理試樣相比,激光噴丸試樣顯示出較低的腐蝕傾向、點(diǎn)蝕敏感性和腐蝕速度,說明激光噴丸強(qiáng)化處理能夠顯著提高醫(yī)用Ti6Al4V合金表面在Hank's模擬體液中的耐生物腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：激光噴丸強(qiáng)化 Ti6Al4V合金 醫(yī)用 生物腐蝕 腐蝕磨損
【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】：TG146.23;TG665
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 引言13
• 1.2 生物醫(yī)用鈦合金的應(yīng)用現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 鈦合金概述13-14
• 1.2.2 鈦合金在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及存在的問題14-16
• 1.3 醫(yī)用鈦合金的表面改性技術(shù)16-20
• 1.3.1 常規(guī)表面改性技術(shù)16-18
• 1.3.2 激光表面改性技術(shù)18-20
• 1.4 激光噴丸強(qiáng)化技術(shù)在醫(yī)用金屬材料中的應(yīng)用20-22
• 1.4.1 激光噴丸強(qiáng)化技術(shù)概述20
• 1.4.2 激光噴丸強(qiáng)化技術(shù)在醫(yī)用金屬材料中的應(yīng)用及存在的問題20-22
• 1.5 課題研究的目的和主要內(nèi)容22-24
• 第二章 激光噴丸強(qiáng)化抗生物腐蝕及腐蝕磨損理論24-36
• 2.1 醫(yī)用鈦合金的生物腐蝕電化學(xué)原理24-30
• 2.1.1 腐蝕熱力學(xué)25-26
• 2.1.2 腐蝕動力學(xué)26-27
• 2.1.3 醫(yī)用鈦合金的鈍化27-28
• 2.1.4 醫(yī)用鈦合金的點(diǎn)蝕28-29
• 2.1.5 電化學(xué)阻抗譜29-30
• 2.2 醫(yī)用鈦合金的腐蝕磨損理論基礎(chǔ)30-31
• 2.3 激光噴丸強(qiáng)化抗生物腐蝕及腐蝕磨損機(jī)理31-35
• 2.3.1 激光沖擊波作用機(jī)理31-33
• 2.3.2 激光噴丸應(yīng)力強(qiáng)化抗生物腐蝕及腐蝕磨損機(jī)理33-34
• 2.3.3 激光噴丸組織強(qiáng)化抗生物腐蝕及腐蝕磨損機(jī)理34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 激光噴丸強(qiáng)化對TI6AL4V合金表面完整性及腐蝕磨損性能影響36-50
• 3.1 激光噴丸強(qiáng)化試驗(yàn)36-38
• 3.1.1 試驗(yàn)材料和設(shè)備36-37
• 3.1.2 試驗(yàn)方案37-38
• 3.2 激光噴丸強(qiáng)化表面完整性38-43
• 3.2.1 表面粗糙度38-40
• 3.2.2 維氏硬度40-42
• 3.2.3 表面殘余應(yīng)力42-43
• 3.3 腐蝕磨損試驗(yàn)設(shè)計(jì)43-45
• 3.3.1 試驗(yàn)儀器43-44
• 3.3.2 試驗(yàn)參數(shù)44-45
• 3.4 激光噴丸對腐蝕磨損性能的影響45-49
• 3.4.1 摩擦系數(shù)45-46
• 3.4.2 磨損體積46-48
• 3.4.3 腐蝕磨損磨痕形貌48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 激光噴丸強(qiáng)化對TI6AL4V合金表面生物腐蝕性能影響50-62
• 4.1 電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)設(shè)計(jì)50-51
• 4.1.1 試驗(yàn)儀器與試樣準(zhǔn)備50-51
• 4.1.2 試驗(yàn)參數(shù)51
• 4.2 電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果及分析51-61
• 4.2.1 開路電位-時間（OCP）曲線（腐蝕熱力學(xué)）51-52
• 4.2.2 極化曲線（腐蝕動力學(xué)-穩(wěn)態(tài)強(qiáng)極化測量）52-58
• 4.2.3 電化學(xué)阻抗譜（EIS）（腐蝕動力學(xué)-暫態(tài)測量）58
• 4.2.4 電化學(xué)腐蝕表面形貌58-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他科研成果71

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本文編號：341059