Poraina titāna pārklājuma sagatavošanas metode

Poraina titāna pārklājuma sagatavošanas metode

Porainās titāna putas un to sakausējumi apvieno titāna sakausējuma un poraina materiāla īpašības, kas var samazināt materiāla svaru, nemazinot tā izturību, vienlaikus saglabājot augstu stingrību un izturību pret koroziju.

Ir saprotams, ka titāna putām un to sakausējumiem ir svarīga pielietojuma vērtība dažās īpašās jomās, īpaši biomedicīnas nozarē. Tā kā porainajam titānam ir gan augsta bioloģiskā saderība, gan lieliskas mehāniskās īpašības, tā priekšrocības ir ļoti acīmredzamas. Salīdzinot ar kopējo poraino titāna materiālu, titāna materiālam, kuram ir tikai porains virsma, ir lielāka mehāniskā izturība un tas var izturēt lielākas fizioloģiskās slodzes, tādējādi uzrādot plašāku. pieteikšanās perspektīvas medicīnas jomā.

Nesen Ķīnas Ieroču zinātņu akadēmijas darbs ir pierādījis, ka ideāla aukstās izsmidzināšanas tehnoloģijas un vakuumdestilācijas kombinācija var sagatavot tīru titāna pārklājumu ar caurlaidīgu porainu struktūru.

Metode ir Ti-Mg kompozītmateriāla pārklājuma sagatavošana ar aukstās izsmidzināšanas tehnoloģiju, un poraina titāna pārklājuma sagatavošana tiek veikta, vakuumdestilējot pārklājumā esošo Mg. Tiek izmantots paštaisīts Ti pulveris un Mg pulveris, kas tika fiziski sajaukti ar masas attiecība ir 80:20, kā pārklājuma izsmidzināšanas pulveris. Izsmidzināšanai izvēlētais substrāts ir TC4 klases titāna sakausējums (0.{{1{{12} }}}02 procenti H, 0,07 procenti O, 0,02 procenti N, 0,02 procenti C, 0,04 procenti Fe, 6,2 procenti Al, 4,1 procenti V, TiBal).Ti-Mg kompozītmateriāla pārklājums tiek sagatavots ar ātrgaitas un augstspiediena aukstās smidzināšanas iekārtām. Darba gāze ir N2, darba spiediens ir 3,0 MPa, gāzes sildīšanas temperatūra ir 300 grādi un izsmidzināšanas attālums ir 25 mm. Pēc tam izsmidzinātā Ti-Mg kompozītmateriāla pārklājuma vakuumdestilācijai izmanto vakuuma saķepināšanas krāsni. kameras spiediens 2,0–2,3 MPa, destilācijas temperatūra 1100 grādi un destilācijas laiks 2 stundas.

Pārbaude parādīja, ka saistīšanās saskarne starp iegūto pārklājumu un pamatni ir salīdzinoši cieša, pārklājuma blīvums ir lielāks, vidējais biezums ir aptuveni 250 µm un abu komponentu sadalījums pārklājumā ir samērā vienmērīgs.Pēc mērīšanas pārklājuma un pamatnes saistīšanas stiprība sasniedza 60 MPa, un pārklājuma porainība bija mazāka par 1 procentu. Virsmas sastāva analīze tika veikta, izmantojot enerģijas spektra analizatoru. Rezultāti parādīja, ka titāna daļiņām pārklājumā nebija acīmredzama skābekļa satura, kas liecina, ka aukstās izsmidzināšanas tehnoloģija labi izvairījās no pārmērīgas titāna pulvera oksidācijas, kas veicināja izsmidzinātā pulvera sākotnējā ķīmiskā sastāva saglabāšanu; Tomēr tika konstatēts, ka pārklājuma magnija daļiņās ir vairāk piemaisījumu, kas galvenokārt bija saistīts ar augstu magnija metāla aktivitāti un dabisko oksidēšanos atmosfērā.Lai pārklājums būtu porains, magnija sastāvdaļai izsmidzinātajā pārklājumā ir jābūt tiek noņemts, tāpēc izsmidzinātais pārklājums tiek vakuumdestilēts.Pēc vakuumdestilācijas pārklājuma mikrostruktūrā ir ievērojama caurumu struktūra, pārklājuma porainība sasniedz 50 procentus, un poru izmēra sadalījums ir 30–100 µm. Enerģijas spektra analīze uz pārklājuma virsmas liecina, ka pēc pārklājuma vakuumdestilācijas apstrādes pastāv tikai titāna sastāvdaļa, un magnija komponents ir pilnībā destilēts.