本節介紹不銹鋼鍍鎳-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合,所以HAP已廣泛應用于臨床醫學,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,而且其在醫療上已有廣泛應用。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合起來,使之在臨床醫學得以應用。
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. 復合鍍工藝參數對鍍層結合力的影響
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。
5. HAP粒子的含量對結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時的結合力最好,顯微硬度為312.95.HAP含量過大,使鎳與基體的結合力下降。