钛表面硅铝锡复合涂层制备及其性能研究

稀有金属材料与工程, 2014, 43(1): 253-256.

钛表面硅铝锡复合涂层制备及其性能研究

郭立童 ^1, , 武静 ^2, , 石瑶 ^3, , 朱亚波 ^4, , 许程 ^5, , 强颖怀 ^6, , 郭天文 ^7,

1.中国矿业大学,江苏徐州221116

2.中国矿业大学,江苏徐州221116

3.中国矿业大学,江苏徐州221116

4.中国矿业大学,江苏徐州221116

5.中国矿业大学,江苏徐州221116

6.中国矿业大学,江苏徐州221116

7.第四军医大学,陕西西安710032

基金项目: 中央高校基本科研业务费(2012QNA04)

关键词：钛 , 复合涂层 , 溶胶凝胶法 , 钛-瓷结合 , 耐腐蚀性

Preparation and Characterization of SiO2-Al2O3-SnO Composite Coatings on Titanium Surface

Guo Litong ^1, , Wu Jing ^2, , Shi Yao ^3, , Zhu Yabo ^4, , Xu Cheng ^5, , Qiang Yinghuai ^6, , Guo Tianwen ^7,

1.中国矿业大学,江苏徐州221116

2.中国矿业大学,江苏徐州221116

3.中国矿业大学,江苏徐州221116

4.中国矿业大学,江苏徐州221116

5.中国矿业大学,江苏徐州221116

6.中国矿业大学,江苏徐州221116

7.第四军医大学,陕西西安710032

Keywords： titanium , composite coating , sol-gel , titanium-porcelain bonding , corrosion resistance

研究了硅铝锡三元复合涂层作为氧扩散阻挡层对钛-瓷结合强度的影响.通过测量复合溶胶的粘度对溶胶的稳定性进行评价,并进一步优选出与纯钛热膨胀系数匹配的复合溶胶的成分,采用电化学工作站对涂层处理后钛试样在人工唾液中的耐腐蚀性能进行评价,研究了涂层处理对钛试样的耐腐蚀性能的影响.结果表明:复合溶胶中SiO2含量较高时,复合溶胶粘度上升较快,凝胶时间短.n(Si)∶n(Al)∶n(Sn)=1∶1∶3的复合溶胶的热膨胀系数为9.09×10-6℃-1,与钛的热膨胀系数相匹配.300℃处理获得的复合涂层主晶相为SnO,同时涂层表面局部存在微米级的裂纹.涂层处理可明显改善人工唾液腐蚀环境中钛的耐腐蚀性和钛-瓷结合强度的耐久性.中性与中性含氟人工唾液浸泡对钛-瓷结合强度没有明显影响.而pH=3/[F]=100 mg/L的人工唾液对钛的腐蚀最严重,浸泡30d后钛-瓷结合强度由浸泡前的45 MPa下降到34MPa.

参考文献

[1]	Park, S;Kim, Y;Lim, H;Oh, G;Kim, H;Ong, JL;Lee, K .Gold and titanium nitride coatings on cast and machined commercially pure titanium to improve titanium-porcelain adhesion[J].Surface & Coatings Technology,2009(20/21):3243-3249.
[2]	Wang RR;Welsch GE;Monteiro O .Silicon nitride coating on titanium to enable titanium-ceramic bonding.[J].Journal of biomedical materials research, Part B. Applied biomaterials,1999(2):262-270.
[3]	Wang, S.-S.;Xia, Y.;Zhang, L.-B.;Guang, H.-B.;Shen, M.;Zhang, F.-M. .Effect of NbN and ZrN films formed by magnetron sputtering on Ti and porcelain bonding[J].Surface & Coatings Technology,2010(7):1886-1891.

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