在近等原子比的NiTi合金表面制備有序的Ni-Ti-O納米孔層,使合金既能保持原有的超彈性、形狀記憶效應(yīng)和低彈性模量等體特性,又使其表面具有較好的納米仿生結(jié)構(gòu),從而改善其生物相容性。在常見的納米孔制備工藝中,陽極氧化以其低成本、可操作性及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。本論文采用陽極氧化技術(shù)在含Cl^-/Br^-/CO₃^2-離子和H₂O的乙二醇電解液中,在NiTi合金表面構(gòu)建納米孔層。借助SEM、EDS、TEM、XPS等分析手段,研究典型氧化工藝參量對納米孔形成微觀過程、成分與其微結(jié)構(gòu)等的影響,并探討其反應(yīng)機(jī)理。借助電化學(xué)方法和體外細(xì)胞、細(xì)菌實(shí)驗(yàn),評價(jià)了NiTi合金表面納米孔層的腐蝕行為和生物學(xué)性能。結(jié)果表明:1.在含Cl^-/Br^-/CO₃^2-離子和H₂O的乙二醇電解液中,通過陽極氧化可以在NiTi合金表面構(gòu)建由非晶態(tài)TiO₂和NiO組成的有序納米孔層。在N... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

納米管直徑尺寸和局部附著位點(diǎn)確定軟骨細(xì)胞的粘附和鋪展的原理圖

18圖 3-1（a）在含有 5.0 vol% H2O 和不同濃度 HCl 的 EG 電解液中，氧化 10 V 后試樣的表面、亞表面和橫截面圖；（b）和（c）在含有 5.0 vol% H2O 和 0.25 M HCl 的 EG 電解液中，氧化 10 V 后 NPs的橫截面圖；（d）在含有 0.5 M HCl 的 EG 電解液中制備的 NPs 的 EDS 能譜圖；（e）陽極氧化過程中相應(yīng)的電流密度-時(shí)間曲線Fig. 3-1 (a) Surface, sub-surface, and cross-sectional FE-SEM images of the samples anodized at 10.0 V inthe EG containing 5.0 vol% H2O and different HCl concentrations; (b) and (c) Cross-sectional FE-SEMimages of the NPs anodized at 10 V in the EG containing 5.0 vol% H2O and 0.25 M HCl; (d) EDSspectrumof the NPs fabricated in the EG electrolyte containing 0.5 M HCl; (e) Corresponding j-t curvesduring anodization部覆蓋不規(guī)則多孔層。將不規(guī)則層去掉后，暴露出均勻規(guī)則的納米孔結(jié)構(gòu)。納米孔直徑為 70nm，與 HCl 的濃度無關(guān)。然而，納米孔長度隨著 HCl 濃度從 0.125M 增加到 0.75M 時(shí)，長度從 5.0 μm 增加到 29.8 μm。圖 3-1（b）是試樣在含 0.25 M HCl 電解液中制備納米孔的高倍放大截面圖，表明納米孔橫跨整個(gè)氧化膜。圖 3-1（b）局部放大圖（3-

太原理工大學(xué)博士研究生學(xué)位論文（c））清楚的顯示納米孔相對較直，表明納米孔是垂直試樣表面生長的。圖 3-1（d）米孔的 EDS 能譜圖，結(jié)果表明主要存在 Ni，Ti，O 和 Cl 四種元素。由于 Cl 元素于電解液中，納米孔主要由 Ni，Ti，O 元素組成，并將此納米孔命名為 Ni-Ti-O 納（NPs）。圖 3-1（e）是試樣在陽極氧化過程中電流密度-時(shí)間曲線圖，從圖中可以，沒有 HCl 時(shí)，電流密度為零，有 HCl 存在時(shí)，電流密度開始迅速的降低隨后慢慢最后達(dá)到穩(wěn)定值。穩(wěn)態(tài)電流密度值隨 HCl 濃度的增加而增加。


本文編號：3490120