本節(jié)介紹不銹鋼鍍鎳-HAP復合鍍層 。



1. HAP羥基磷灰石的生物活性


  羥基磷灰石是一種重要的生物活性材料,與骨骼、牙齒的無機成分極為相似,具有良好的生物相容性,埋入人體后易與新生骨結(jié)合,所以HAP已廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學,作為人工骨骼、牙齒的替換材料。



2. HAP 粒子與金屬鎳的共沉積


  HAP的脆性大,易從情性材料上剝落而嚴重影響質(zhì)量。白曉軍等人研究將HAP粒子與金屬鎳共匯積在不銹鋼基體上,不銹鋼含有鉻核較多的穩(wěn)定奧氏體元素鎳,耐蝕性好,具有高塑性,易加工成型,亦無毒,而且其在醫(yī)療上已有廣泛應(yīng)用。研究了采用有效的預處理方法,將鎳- HAP復合鍍層與不銹鋼牢固結(jié)合起來,使之在臨床醫(yī)學得以應(yīng)用。



3. 鎳HAP復合鍍的工藝程序


  預浸蝕(硫酸10%,60℃,30min)→水洗→陰極活化→水洗→預鍍鎳→水洗→復合鍍。


①. 陰極活化工藝


  硫酸(98%)  650mL/L  、電壓  10V  


  水 350mL/L  、 時間  2min  、 溫度  室溫


②. 預鍍鎳工藝


  鹽酸(HCI)(37%)  120mL/L  、電流密度(DK)  16A/d㎡


  氯化鎳(NiCl2·6H2O)  240g/L  、時間  2min  、  溫度  室溫


③. 復合鍍液組成及工藝條件


硫酸鎳(NiSO4·7H2O)  250g/L   、 HAP  40g/L


氯化鎳(NiCl2·6H2O)  35g/L  、 pH  2.0


硼酸  40g/L  、溫度  (50±2)℃  、電流密度(DK)   2.5A/d㎡


十二烷基硫酸鈉(C12H25SO4Na)  0.08g/L  、  攪拌速率   一定



4. 復合鍍工藝參數(shù)對鍍層結(jié)合力的影響


  鍍液pH和溫度分別對鍍層硬度和厚度的影響見圖4-17。硬度和厚度隨pH和溫度的變化均具有峰值。從實驗中還可見,過高的pH時,鍍層光亮不均勻。電流密度(DK)的影響是Dk過高時,鍍層容易燒焦,過低,鍍層不夠光亮。選用一定的速率攪拌,并采用在鍍槽中加擋板,使HAP粒子在鍍液中均勻分散形成懸濁液,使粒子在鍍層中均勻分布。


圖 17.jpg



5. HAP粒子的含量對結(jié)合力及鍍層性能的影響


  在鍍液中依次加入20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/LHAP粒子,在不銹鋼上鍍出復合鍍層,采用銼刀法測試其性能,得出當HAP含量為40g/L時的結(jié)合力最好,顯微硬度為312.95.HAP含量過大,使鎳與基體的結(jié)合力下降。