微弧氧化对常规和超细TiNi合金表面性能的影响

朱利华，许晓静，刘 敏，牛小丫，陈婷卓

(江苏大学 先进制造与现代装备技术工程研究院，镇江 212013)

TiNi合金以其形状记忆效应、超弹性、良好的生物相容性、耐磨性及耐腐蚀性而在临床和医疗器械等方面得到了广泛关注，已被广泛用于牙科和骨科矫形等领域[1]。大量的研究证明，纳米尺度形貌能有效提高生物医用材料的生物活性[2−5]。通过等通道转角挤压制备的超细晶TiNi合金具有更高的超弹性、更低的弹性模量等性能，是一种很有应用前景的新型生物医用金属材料[6]。

但作为骨替代材料，TiNi合金表面性质和结构与骨组织差异太大，不能与骨组织形成化学骨性结合，也就是没有骨传导、骨整合作用，严重阻碍了钛合金在骨替代领域中的推广, 同时，由于 TiNi合金中 Ni含量较高[7−8]，对热处理的敏感性[9−11]以及 TiNi植入体形态的复杂性，因此，必须对医用TiNi合金进行表面改性处理。

微弧氧化是将A1、Ti、Mg等阀金属置于电解质水溶液中，用电化学方法在材料的表面产生火花放电斑点，然后在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下生成陶瓷层[12]。已有研究证明微弧氧化方法在TiNi 形状记忆合金表面所制备的膜层与基体具有很高的结合强度和很好的耐腐蚀性。微弧氧化制备的氧化陶瓷膜具有多孔表面，有利于与其他改性方法复合而制备各种所需的膜层[13]。HA的合成方法有水热法[14]、溶胶−凝胶法、机械化学法、共沉淀法等水热合成法是指在一个密闭压力容器内，以水溶液为反应介质，通过对反应容器加热，使得在一般情况下难溶或者不溶的物质溶解并重新结晶。……