Постапката за мерење на отпор на транзиција

Како уште влијанието на различни параметри за квалитетот на anodization ПДИ беше под истрага од страна на заеднички присуство на 2 или 3 од легури на титаниум, тоа е да се учат на природниот процес на anodization легури одделно. Студија отпори вредности во различни напони и одделни оксидација BT1-0 VT5-1 пулсова тековната покажа дека за оперативниот напон BT1-0 регионот беше 100-110 V (горна граница се намали на 10V), и за VT5-1 - 95- 105 V, на пример, речиси речиси непроменет.

Меѓутоа, ако ПДИ VT5-1 Rn исто како и во зглобовите, и случајот на одделни оксидација (од редот на 17-24 см mOhm²), Тогаш постои значително зголемување VT1-0 Rn на одделни оксидација (12-17 см mOhm² наместо mOhm 5-8 см² на заедничката). Само на напон од 119 заеднички оксидација даде контакт отпор од 17,5 milliohms види ПДИ².

Кога заедно со тенденција на раст лак оксидација отпор транзиција напон од ПДИ VT1-0 оксидација, додека VT5-1 (како и во легури на одделни оксидација) не постои таков тренд.

Влијанието на односот на фреквенцијата и должност на пулсот тековната

За проучување на ефектот на овие параметри се избрани напон од 102 V како и соодветните примаат условен ПДИ сите три легури во заеднички и поединечно обработка на фреквенциите на 0,5, 1, 2, 5 и 10 Hz и должност циклус DC 0.1, 0.2 0.5 и 0.75. Резултатите покажуваат дека ако BT1-0 и VT16 во сите експерименти даде уред слој, VT5-1 само кога стапката на должност од 0,75 даде мазна темно сива боја обвивка. Сликата ја покажува зависноста на RN-KCKB на различни фреквенции формирање условна ПДИ BT1-0 и VT16 легури. Добиените податоци покажуваат дека BT1-0 има тенденција да се зголеми од мал сооднос должност Rn за сите други фреквенции од 10 Hz. Очигледно, со таква доволно висока фреквенција со зголемување на порозност на пауза помеѓу пулсира станува многу мали и недоволни за да се врати во оригиналната рамнотежа држава како електролит или цврста површина.

Истиот тренд се забележува и на фреквенција од 5 Hz, но со зголемена порозност 0,5-0,75.

Бројката покажува зависноста RN ПДИ легура VT16 на односот на должност на пулсот струја. Ако има 0.5Hz слабо изразена тенденција Rn раст на Kskv потоа на 5 и 10 Hz, има мало намалување од истите причини како и во BT1-0. А карактеристична црта на VT16 легура е дисперзија тесен опсег на вредности RN за сите фреквенции во секое Kskv која им овозможува да се заклучи Rn ПДИ практична независност од легура на односот на фреквенцијата и должност.

Ова може индиректно укажуваат на тоа дека на жица се утврдува Rn бариера слој има голема густина и се формира во текот на 20-30 секунди. порозна надворешниот слој жица структура и има значително радијална шема не придонесуваат да се поврзеш на отпорот.

Напон 102 V за VT5-1 доволни за формирање целосна покриеност. Да се ​​елиминира ова место ПДИ легура е потребно да се зголеми напонот. Зголемување на напонот на 10 V изгледа како многу голем. Само ако односот на должност од 0,1 беа подготвени од страна на обложување уред. Очигледно, на оперативниот напон треба да се зголеми на 106-108 В.

Ефект од време на оксидација отпор VT16 контакт

Претходно, тоа беше експериментален определување на ефектот на времето оксидација во контакт отпор ПДИ BT1-0 и VT5-1 легури, со што се овозможи Елоксирање, доволна за 4 минути. Овој експеримент треба да покаже дали тоа е доволно време за Елоксирање легура VT16. Утврдено е дека веќе во 30 секунди. ПДИ оваа легура оди преку сите нијанси на боја, бидејќи Таа успеа да го фати само пурпурна боја 20 секунди. електрична искра anodization. За повеќе време ПДИ формира мазна темно сива боја. Така се утврди дека спектар на оперативниот напон за VT16 не се менува во текот на преминот од струја за наизменична (90-102 C). VT1-0 напон во опсег 90-110 ПДИ условен DC намали на 100-110 во пулсова струја. Во VT5-1, бендот се надомести со 95-102 до 100-107 В. Заеднички оксидација пулсот тековната е можно во тесен опсег на 100-102 V, и постојано - во опсег од 95-102 В. Во DC има некои намалување на отпорот транзиција во опсег оперативниот напон значително сите три легури, а кога пулсот струја се забележани Rn трајност. При што одделни Елоксирање пулсот спектар на тековните оперативни напон за условени облоги остана непроменета на BT1-0 и VT5-1. Рафтинг на раст на Rn се наредени во серија VT1-0 VT16 VT5-1. ПДИ VT16 контакт отпор е практично независно од односот на фреквенцијата и должност на пулсот тековната, додека BT1-0 забележани на сите фреквенции (освен 10 Hz) со мал пораст Rn Kskv. Ефектот на време оксидација на изгледот и Rn ПДИ VT16. Констатирано е дека по само 30 секунди. формира мазна сива АИП, а Rn за 4 минути и дополнително се намалува за 8,7 минута, зголемувајќи го експериментални време.

Влијанието на електролитот состав за формирање на ПДИ

Формирање на анодна-искра слој се одвива на две паралелни патеки. Потекло - формирање на обложување на колоиден Micellar механизам раст на оксид слоеви, а вториот - на формирање на micropores и под-површина хемиски соединенија со компоненти на електролитот. Количината на супстанција депониран како резултат на хемиски интеракција со метал во дефект кратери на електролитот и бариера слој во соседните делови може да се состојат од поголем дел од вкупната тежина на слој (Chernenko et al., 1991). Треба да се има на ум дека искра на анодни обработка на голем износ на атомски кислород. Покрај тоа, во зоната на предизвикувајќи како резултат на зголемувањето на локалната температура до 2000 ° C се одвива во вода термолиза О₂ и H₂. Така, водород и кислород придонесуваат за формирање на АИП.

Фаза состав ПДИ варира во дебелина. Се утврди дека висока температура модификации се случи во внатрешните слоеви и ниски температури - во надворешниот.

Во близина на густина на подлогата и составот ПДИ се разликува од остатокот на обложување. На дебелината на густа слој е 20-30% од вкупната дебелина. Констатирано е дека во надворешниот слој на филмот оксид се соединенија електролит соли. Неколку студии покажале дека составот на АИП во суштина зависи од природата на електролитот и неговата концентрација. Солите на јаглеродна, сулфурна и фосфорна киселина ПДИ се состои од TiO₂ во форма на anatase и рутил. Односот помеѓу нив е менување на составот на електролитот. На пример, менување на содржината на Na2SO4 4-8 g / l раствор од 1% Na₃PO₄ Таа предизвикува промена на ставот рутил / anatase 0,2-0,7 (Gordienko et al., 1989).

Познато е дека во почетната фаза на раст на APS е вклучен во обемот на електролити анјоните оксид: ПА₄^2-, PO₄³, SiO₃^2- et al. Како што јавува раст порозна слој механички фаќање на компоненти на електролити. Воведување на анјони во оксид филм ја изучувал и етикетирани атом. Што дебелината на слојот на оксид се рамномерно распоредени анјони. Во непосредна близина на метал бариера слој е минимален износ на нивната содржина во текот на дебелината на порозна слој е речиси секогаш, како површински слој - највисок износ на анјони.

Повеќето од анјони задржа капиларни пори (50-60% од вкупниот износ во АИП). Тие може да се измие со вода. Друг дел од анјони е цврсто поврзан со материјалот оксид се рамномерно распределени во својата дебелина. Тие се пополни submicropores или хемиски и структурно поврзани со супстанција оксид. Движење на анјони во внатрешноста на АИП со електрични поле, за да се мигрираат на површината на микро и submicropores ѕидови, и дифузија во преносот на електролити од една површина со другите делови, а со дифузија низ филмот материјал.

Хидрирани електролит анјони учествуваат во формирањето на Micellar слоеви. Покрај тоа, на анјони се формираат како резултат на хемиски и електрохемиски распуштање на оксид филм формира.

Воведувањето на оксид анјони во структурата може да се случи само по нивното ослободување од лушпата на хидратација. Во електрохемиски anodization хидриран оксиди анјони се движи во зоната на раст од дејството на сегашните и изложени на електрохемиски исцедок. Ослободена дејонизирана вода за да се формира активен кислород јон. Може да се очекува дека суштината на слој на оксид ќе се спроведува пред се анјони хидрирани комплекси кои се испуштаат полесно. Како резултат на тоа, кога празнење јонски игра важна улога чекор дехидрација.

Кога хидрирани јонски случува меѓусебна деформација на електронската обвивка на самите молекули на вода и хидратација школка. На повисок јонски енергија на хидратација, толку е поголема деформација на молекулите на водата, и полесно празнење на хидриран комплекс. Ослободен од хидратација школка и празнење јони може да влезе во филм.

Познато е дека за анодни искра превлеки на титаниум и легури се користат решенија на фосфорна, сулфурна киселина и нивни смеси (Груев et al., 1988). Фосфорна киселина е особено претпочита во случај на оксидација на ортопедски импланти изработени од титаниум легури. Се верува дека на вградени структура во слој фосфор промовира подобро биокомпатибилноста со коските и меките ткива на телото (Thull, 1992- 1994).

Студирал на формирање на ПДИ во раствори на фосфорна киселина на соли, особено натриум соли (Gordienko et al., 1996). Се покажа дека концентрацијата на фосфор во слој варира во зависност од концентрацијата на електролити и режимот на оксидација. При формирање на оксид филм во регионот Фарадеј (до -120 V) содржина на фосфор во филмот престанува да расте по неколку секунди на anodization и не зависи од концентрацијата на Na3PO4. Кога режимот на анодна-искра во текот на првите секунди ќе се воведе околу 80% зголемување на фосфор и неговата содржина се продолжува за 5 мин. Бројот на вграден фосфор е директно пропорционална со концентрацијата на сол во раствор (Gordienko et al., 1996).

Ние проучувале ефектот на pH на решенија на Na₃PO₄, na₂HPO₄, Nah₂PO₄ иста концентрација. Констатирано е дека содржината на фосфор на АИП зголемува со зголемување на напонот и pH вредност, додека во microarc режим pH на растворот не влијае на неговата имплементација.

Се утврди дека една искра Елоксирање легури на титаниум во мешавина на H₂ПА₄ и H₃PO₄ од филмот е поголема воведе SO₄^2-, од RO₄³. Се покажа дека нивната содржина е приближно еднаква, и во длабочина RO43- износот е многу мал во надворешниот дел од порозна слој ПДИ. Така, во присуство на СО₄^2- јони PO₄³ се мал дел во формирањето на ПДИ, поради големи тешкотии во спроведувањето на филмот дебелина и празнење. Очигледно, толку поголема енергија на интеракцијата на СО₄^2- на вода во споредба со PO₄³ доведува до поголема деформации на молекулите на водата во школка хидрат и го олеснува празнење јонски SO₄^2-.

Природата и концентрацијата на електролитите првенствено влијае на вискозноста на решение. вискозитет раст стабилизира гас слој (во гас празнење инхибира искрење локации) и ја зголемува напонот искрење, поради што се повеќе униформа во дебелина и структурата на обложување. Вовед полианјонски супстанции (ПАС) во електролит, и нивните адсорпција на анодата, исто така, олеснат спроведувањето на процесот (Chernenko et al., 1991).

слој на анодни не треба да содржат траги од електролит, како нивните остатоци драматично да се зголеми на спроводливоста на филмот. Предвид треба да се даде на појавата на надворешната површина и во порите на значително двоен слој кондензатор предизвикани од сорпција на проводници нечистотии преостанатите во внатрешноста на филмот. Затоа, за перење на облоги анодна-оксид треба да се посвети посебно внимание. Вообичаените испирање со вода од чешма не ги дава посакуваните резултати. Студии анодни оксидни превлеки на корозија струи покажуваат дека поради салда на електролити во филмот силата на струјата е 6-10 пати поголема од корозија слој измие. Целосно да се отстранат нечистотиите потребно bidistilled, дејонизирана или ултра чиста вода.

Исто електролит јони кои се вклучени во преносот на електрична струја и формирање на ПДИ, својствата на оксид филм може да се подобри со воведување на адитиви во електролит ultrafine огноотпорни соединенија (Ал₂O₃, MgO, TiO₂, Фе₂O₃ et al.), се суспендирани. Како резултат на тоа, електрофореза ефект по пат на електролиза се депонирани нив на површината на анодна и фаќање структура формирана оксид.

Така, составот на електролити и адитиви за тоа да имаат значително влијание врз структурата и составот на АИП, а со тоа и на својствата на површината на оксид, утврдување на биолошки имплант компатибилен со телото ткива. На прво место, како својства вклучуваат отсуство на корозија и пенетрација на своите производи во крвната плазма, како и отсуство на градиент на потенцијалот на границата на врвот на животната средина, придонесува за подобро vzhivanie имплантот во коските и меките ткива.

Во нашите експерименти се покажа дека формирањето на ПДИ случува поволна зафат во структурата на слој на јони ПА₄^2- во однос на PO₄³. Затоа, голем број на електролити е тестирана и со постојана содржина од 20% сулфурна киселина и фосфорна содржината на 0-60%.

Присуството на фосфорна киселина е пожелно бидејќи фосфор капак зафат структура придонесува имплант биокомпатибилноста.

Во исто време, може да биде потребно од гледна точка на олеснување на оксидација на титаниум и формирање на ПДИ присуство на сулфурна киселина. Познато е дека сулфурна киселина може да се оксидира до persulfuric:

2SO₄^2- - 2 S₂O₈^2-

Како резултат на јонски persulfuric киселина или самата учествува во оксидација на титаниум и неговиот долен валентна оксиди или термално се разложува од страна на реакции:

S₂O₈^2- + 2H₂O 2SO₄^2- + H₂O₂ + 2H + H₂O₂ H₂O + O

Водород пероксид и активните атомски кислород може да придонесе за формирање на оксидативен процеси ПДИ. Очигледно, тоа не објаснува зошто, во отсуство на фосфорна киселина ПДИ клима сите легури формирана по најниска напон.

Бројката покажува напон зависност на оптимална формирање заеднички зони условени ПДИ BT1-0 и VT5-1 и VT16 легури.

Во овој случај на долниот криви покажуваат напон почна со формирање на условен облоги (исчезнување на тонот на бојата и дупка), а на врвот - на транзиција кон новиот режим искра, кадешто облогата се формира мазна сива ѓумбир првиот конвертира во одделни делови на лицата, а потоа на целата површина. Напон поволни зони за сите овие легури има максимум од 20% содржина на фосфорна киселина и изострен нагло опаѓање во отсуство на фосфорна киселина. Со зголемување на содржината на H₃PO₄ 20-60% е постепено намалување на зона, што е пожелно за процесот за добивање репродуктивна и стабилни резултати. Споредбата покажува пониски вредности, која е формирана во VT16 на пониски напони, проследено BT1-0 и највисок напон е еднаков со VT5-1 анодни обработка искра три легури УРЕД ПДИ.

Ова се должи пред се на отпорноста на бариера слој. На краци на VT16 е најмал отпор, како и формирање на АИП во оваа легура се случува на понизок напон. Како формирање на оваа легура ПДИ неговата отпорност се зголемува и е во споредба со отпор од легура од наведеното (BT1-0), како и процесот на Елоксирање опфаќа оваа легура. Со текот на времето кои се вклучени во процесот Елоксирање ко искра VT5-1 легури.

Очигледно е дека на отпорност на површината на метал и нејзиното формирање зависи од присуството или отсуството на dopants.

Споредба на напоните покажал дека овие легури имаат 3 заедничка зона формирање напон условен ПДИ во киселина мешавини.

20% сулфурна киселина во отсуство на фосфорна киселина ко-оксидација со VT5-1 VT16 и BT1-0 невозможно.

Како резултат на зависност има истата форма како на Сл. 3,31, односно, максимална стрес зони, исто така, изнесува 20% од содржината од H₃PO₄. Во оваа област овозможување на напрегања намали на околу 20 во опсег на концентрација од H₃PO₄ од 0 до 50%. При формирање на неколку слоеви на легури формирање напон заеднички може да биде доволно да се надмине отпорот на граничен слој од одделни легури и APS на оваа легура не се формира освои условени. Слично на тоа, на напонот може да биде за формирање на секој легура е над саканата вредност и да доведе до промена во нормалното формирање на нов режим APS анодни третман искра појава "гори" (црвена области формирање) на првиот крајот на примерок, а потоа низ површината.

Сликата ја покажува зависноста на отпорност на ПДИ легури за време на coprocessing на концентрацијата на фосфорна киселина. Тие се претставени интервал Rn условени ПДИ. Споредба на интервали и просечните вредности на Сл. 3.33 (a, b и c) покажува серија аранжман Rn на раст легури: VT16 - BT1-0 - VT5-1. Максималната Rn изнесува H3PO4 содржина од 40%. Се разбира, се должи на зголемување на концентрацијата на фосфорна киселина е фаќање намалување ПА₄^2- и соодветно намалување на спроводливост ПДИ. Кога содржината на H3PO4 во 60% намалување на Rn АИП, наводно, предизвикани од зголемување и намалување на вкопани RO43- SO42- фати одговорен за електрична спроводливост.

Така, од гледна точка на максимална отпорност на транзиција ПДИ треба да се електролит Состав: 20% H₂ПА₄^-, 40% H₃PO₄. Споредба напон формирање и Rn ПДИ добиени покажа дека VT16 легури (или VT6) имаат приближно иста вредност како и во coprocessing горенаведените параметри со други легури, а во одделни обработка. Во исто време VT5-1 легури и комерцијално чист титаниум BT1-0 со посебни анодни искра даде третман ПДИ со поголема отпорност на транзиција од кога coprocessing со VT16 или VT6. Очигледно, во присуство на VT16 (VT6) формирање на главниот дел од тековната пад на нив, како и тековните по VT5-1 и BT1-0, тоа е очигледно недоволно за формирање на APS со поголем отпор.

Влијанието на деформација на потенцијалот на корозија и контакт отпор

Анодни искра-легура на титаниум слој има густа и порозна слоеви, кои се подложени на компресија и затегнувачка деформација.

Познато е дека пластична деформација на титаниум предизвикува промена во потенцијал и стапката на корозија од титаниум и легури (Itin et al., 1995 до Милер et al., 1996- Thull, 1990, 1996). Се разбира, деформација (и еластична и пластика), примерокот на титаниум со ПДИ ќе предизвика промена на корозија потенцијал и отпорност на транзиција.

Следната табела дава вредностите на корозија потенцијали и отпорност на транзиција во различни пластична деформација на краците на VT16 легура.

Резултатите јасно покажуваат дека виткање краци предизвикува пукање АИП, при што се должи на отворањето на метална подлога и потенцијалот на корозија се намалува за контактен отпор.

Овие резултати потврдуваат научниот интерес и потребата да се испита степенот на деформација ефект врз својствата на легури на титаниум ПДИ. Според резултатите од овие експерименти, следниве заклучоци:

1. Во сите испитани електролити легури на титаниум имаат минимални и максимални вредности на формирање на стрес условени облоги.
2. 20% сулфурна киселина, во отсуство на фосфорна обезбедува минимум напон на условната ПДИ легура на титаниум, но со помал отпор трансфер.
3. Со зголемување на содржината на фосфорна киселина од 20% сулфурна киселина, оксидација напонот се зголемува, достигнува максимум на 40% концентрација од H₃PO₄, а потоа се намалува.
4. Минливи на отпорот ПДИ овие легури, исто така, се зголемува со зголемување на концентрацијата на фосфорна киселина, достигнувајќи максимум на 40% -H₃PO₄, а потоа се намалува.
5. Еден оксидација рамни делови непрактично, бидејќи ПДИ отстапување транзиција отпор BT1-0 пример може да надмине 20%, а 2-5 парчиња од оксидација оваа девијација не надминува 10%.
6. Пластична деформација на краците VT16 предизвикува нагло намалување и потенцијал на корозија и отпорност на транзицијата на сметка на напукнување АИП, кој е способен за само-Пасивација.

Надворешен систем за фиксирање и регулаторни механизми оптимална биомеханика