Спосіб приготування пористого титанового покриття

Спосіб виготовлення пористого титанового покриття

Пориста титанова піна та її сплави поєднують у собі характеристики титанового сплаву та пористого матеріалу, що дозволяє зменшити вагу матеріалу, не послаблюючи його міцності, зберігаючи при цьому високу міцність і корозійну стійкість.

Зрозуміло, що титанова піна та її сплави мають важливе застосування в деяких спеціальних галузях, особливо в біомедичній промисловості. Оскільки пористий титан має як високу біосумісність, так і відмінні механічні властивості, його переваги дуже очевидні. Порівняно зі загальним пористим титановим матеріалом, титановий матеріал, який є пористим лише на поверхні, має вищу механічну міцність і може витримувати більші фізіологічні навантаження, таким чином показуючи ширші перспективи застосування в медичній сфері.

Нещодавно робота Китайської академії наук про зброю довела, що ідеальне поєднання технології холодного напилення та вакуумної дистиляції може отримати покриття з чистого титану з проникаючою пористою структурою.

Метод полягає у виготовленні композитного покриття Ti-Mg за технологією холодного напилення, а приготування пористого титанового покриття здійснюється шляхом вакуумної дистиляції Mg у покритті. Вони використовували саморобний порошок Ti та порошок Mg, які фізично змішували з масове співвідношення 80:20, як порошок для розпилення для покриття. Обраний субстрат для розпилення — це титановий сплав марки TC4 (0.{{1{{12} }}}02% H, 0.07% O, 0,02% N, 0,02% C, 0,04% Fe, 6,2% Al, 4,1% V, TiBal). Композитне покриття Ti-Mg готується високошвидкісним обладнанням для холодного розпилення під високим тиском. Робочий газ - N2, робочий тиск - 3,0 МПа, температура нагрівання газу - 300 градусів, а відстань розпилення - 25 мм. Потім вакуумна піч для спікання використовується для вакуумної дистиляції напиленого композитного покриття Ti-Mg з тиск у камері 2,0 ~ 2,3 МПа, температура дистиляції 1100 градусів і час дистиляції 2 години.

Випробування показали, що межа зв’язування між отриманим покриттям і підкладкою є відносно щільною, щільність покриття вища, середня товщина становить близько 250 мкм, а розподіл двох компонентів у покритті є відносно рівномірним. Після вимірювання, міцність зв'язування покриття та підкладки досягла 60 МПа, а пористість покриття була менше 1 відсотка. Аналіз складу поверхні проводився за допомогою аналізатора енергетичного спектру. Результати показали, що частинки титану в покритті не мали явного вмісту кисню, що вказує на те, що технологія холодного напилення добре уникала надмірного окислення титанового порошку, що сприяло збереженню початкового хімічного складу напиленого порошку; Однак було виявлено, що частинки магнію в покритті містять більше домішок, що головним чином пов’язано з високою активністю металевого магнію та природним окисленням в атмосфері. Щоб зробити покриття пористим, магнієвий компонент у напиленому покритті повинен бути Після вакуумної дистиляції в мікроструктурі покриття є значна структура наскрізних отворів, пористість покриття досягає 50 відсотків, а розподіл пор за розміром становить 30~100 мкм. Результати Аналіз енергетичного спектру на поверхні покриття показує, що після обробки покриття вакуумною дистиляцією існує лише титановий компонент, а магнієвий компонент був повністю дистильований.