[发明专利]一种对钽及其合金进行表面改性的方法及其所用的电解液

摘要

本发明涉及一种利用微弧氧化技术在钽及其合金表面进行表面改性的方法及其所使用的电解质溶液。首先配制微弧氧化电解液，然后以钽金属为阳极，不锈钢为阴极在先前制备的电解液中，控制脉冲电压、电流密度、占空比、频率进行微弧氧化，即可在钽金属表面生成内层致密层、外层疏松多孔的陶瓷膜。该陶瓷膜使得钽金属具备了陶瓷的属性，不仅使金属的耐磨及耐腐蚀性能明显提高，而且表面疏松多孔的结构以及生物活性元素的加入有助于改善钽作为生物材料在人体内的生物相容性和生物活性。本发明所使用的电解液不含对环境和人体有害的化学成分，绿色环保。该技术操作方法简单，工艺稳定，生产效率高，能有效改善钽金属目前应用中存在的缺点和不足。

主权项

 一种在钽及其合金表面制备微弧氧化陶瓷膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、钽试样的预处理：所述试样的预处理包括除油、磨光：除油:将线切割后的试样放在碱性溶液中除油，80℃下在该溶液中处理15‑20 min，取出试样用自来水冲洗以去除试样表面残留的碱液;所述碱洗液碱洗液由Na2C03、Na3P04、NaOH及适量的表面活性剂组成; 磨光：表面除油后的钽试样先进性打磨；依次使用200#、400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#、3000#的砂纸打磨，之后进行磨光，使试样的表面达到一定的光洁度；步骤2、清洗:磨光好的钽试样首先放入盛有丙酮的烧杯中，通过超声波清洗30分钟后，在放入盛有无水乙醇的烧杯中，通过超声波清洗30分钟，最后通过去离子水超声波清洗30分钟，放入60℃烘箱烘干，得到预处理后的钽试样；步骤3、微弧氧化:对钽进行微弧氧化处理，具体步骤是:将预处理后的钽试样浸没在微弧氧化电解液中，以钽试样作为阳极，以不锈钢钢板为阴极;微弧氧化的电压为脉冲电压;微弧氧化过程中通过搅拌器对电解质溶液进行搅拌，并通过冷凝器控制电解液的温度，整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在25℃以下;微弧氧化过程中的工艺参数为:电流密度为3‑6A/dm2，占空比为10‑30%，频率为500‑800Hz，氧化时间为2‑30 min;在试样表面形成一层致密均匀的陶瓷膜;用自来水清洗得到的陶瓷氧化膜，以去除该陶瓷氧化膜表面的残留电解液;将经过自来水清洗后的试样放在60℃烘箱烘干，得到微弧氧化后的试样。