钛合金表面渗铜层的制备方法技术

一种钛合金表面渗铜层的制备方法，属于金属材料表面改性技术领域，包括下列步骤：将预处理好的钛合金工件放入辉光离子渗金属炉的工件台上，以纯铜板作为源极，通过源极支架将其悬挂于钛合金工件上方；炉壳为阳极，并接地，将炉腔抽至极限真空后，通入氩气并对放置于炉腔内的工件进行溅射、清洗；之后分别对工件极和源极施加偏压，令其升温；在电场的作用下使被氩离子轰击出来的铜原子(团)或离子向钛合金表面加速运动，保温一定时间后即可得到渗铜层。该方法制备的渗铜层，可显著改善钛合金的抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料表面改性
，具体涉及ー种钛合金表面渗铜层材料的制备方法。
技术介绍
环境微生物诸如细菌、真菌和病毒等能够导致多种疾病的传播与流行，因此人们对各种抗菌材料的研究和应用得到广泛的关注。金属材料的抗菌化是近年发展起来的ー个崭新的课题。目前国内外对抗菌金属材料的研究主要集中在抗菌不锈钢方面，有关抗菌钛及钛合金材料的研究见诸报道的还较少。钛合金具有优异的耐蚀性、力学性能，其应用范围已从传统的航空航天领域拓展到文体用品，如眼镜架、手表、羽毛球拍及エ艺品等。钛合金本身无抗菌性能，若能赋予其抗菌性能，可进ー步拓展其在民用领域的应用。兼顾对钛合金本体力学性能和生物相容性及抗细菌粘附性能的需要，对其进行表面处理以适应更广泛的应用是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在钛合金表面形成渗铜层的制备方法，所获得的渗铜层具有优异的抗菌性能。本专利技术是这样实现的，其特征是，在是 (1)将钛合金工件预处理将钛合金工件的表面除油后使用SiC水砂纸将钛合金工件逐级打磨、抛光至镜面，再清洗、干燥； (2)如图I所示，将预处理好的钛合金工件(4)放入辉光离子渗金属炉内的エ件台(8)上，并通过エ件台(8)与エ件电源(12)的阴极连接，称为エ件极，再通过源极支架(11)将纯铜板(3)悬挂于炉腔(I)内的钛合金工件(4)的上方，设其与钛合金工件(4)相距15_ 20 _，并通过源极支架(11)使纯铜板(3)与源极电源(13)的阴极连接，称为源扱，炉壳⑵与エ件电源(12)和源极电源(13)的阳极连接，并接地； (3)把辉光离子渗金属炉炉腔(I)内部抽成真空度为IXKT1Pa，通入流量为30sccm 35 sccm的気气到炉腔(I)内，使炉腔(I)内气压维持在35 Pa 45 Pa,接通エ件电源(12)的阴极电源，在阳极与阴极间施加直流电压，当エ件极温度升至400で 600 V时，对钛合金工件进行离子轰击清洗20 min 40 min ； (4)将エ件极电压调至-450 V - 500 V，接通源极电源(13)，并将源极电压调至-950 V - 1000 V。源极温度维持在950で 1000で，エ件极温度控制在800 V 850で，保温2 h 6 h后断开源极和エ件极电源，使エ件缓冷到室温。本专利技术的优点及积极效果是钛合金表面的渗铜层具有良好的抗细菌粘附性能。附图说明图I为辉光离子渗金属炉结构示意图；图2为抛光钛合金工件表面细菌粘附的荧光显微照片； 图3为渗铜层表面细菌粘附的荧光显微照片； 图中1 ー炉腔；2—炉壳；3—纯铜板；4ー钛合金工件；5—观察窗ロ ；6—光电温度计；7—与抽真空系统连接；8—エ件台；9ー炉底；10—与充气系统连接；11一源极支架；12—エ件极电源；13—源极电源；14一粘附于钛合金工件表面的单个细菌。具体实施例方式现以Ti6A14V为例，对本专利技术进行实施，如图I所示 (1)将钛合金Ti6A14V棒材切割成Φ15mmX3 mm的エ件作为基体，将钛合金工件的表面除油后使用SiC水砂纸将钛合金工件逐级打磨、抛光至镜面，再清洗、干燥； (2)如图I所示，将预处理好的钛合金工件(4)放入辉光离子渗金属炉内的エ件台(8)上，并通过エ件台(8)与エ件电源(12)的阴极连接，称为エ件极，再通过源极支架(11)将纯铜板(3)悬挂于炉腔(I)内的钛合金工件(4)的上方，设其与钛合金工件(4)相距15 mm,并通过源极支架(11)使纯铜板⑶与源极电源(13)的阴极连接，称为源极，炉壳(2)与エ件电源(12)和源极电源(13)的阳极连接，并接地； (3)把辉光离子渗金属炉炉腔(I)内部抽成真空度为IXKT1Pa，通入流量为35 sccm的氩气到炉腔⑴内，使炉腔⑴内气压维持在40 Pa，接通エ件电源(12)的阴极电源，在阳极与阴极间施加直流电压，当エ件极温度升至500で时，对钛合金工件进行离子轰击清洗 30 min ； (4)将エ件极电压调至-475 V，接通源极电源(13)，并将源极电压调至- 975 V。源极温度維持在975で，エ 件极温度控制在825で，保温4 h后断开源极和エ件极电源，使エ件缓冷到室温。在上述エ艺条件下，可在钛合金表面制备出具有优异抗细菌粘附性能的渗铜层。如图2所示，抛光钛合金表面粘附有大量细菌，图3显示，经过渗铜的钛合金表面没有细菌粘附。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种钛合金表面渗铜层的制备方法，其特征在于包括下列步骤 I.将钛合金工件预处理将钛合金工件的表面除油后使用SiC水砂纸将钛合金工件逐级打磨、抛光至镜面，再清洗、干燥； II.将预处理好的钛合金工件(4)放入辉光离子渗金属炉内的エ件台(8)上，并通过エ件台(8)与エ件电源(12)的阴极连接，称为エ件极，再通过源极支架(11)将纯铜板(3)悬挂于炉腔(I)内的钛合金工件(4)的上方,设其与钛合金工件(4)相距15 mm 20 mm,并通过源极支架(11)使纯铜板⑶与源极电源(13)的阴极连接，称为源极，炉壳(2)与エ件电源(12)和源极电源(13)的阳极连接，并接地； III.把辉光离子渗金属炉炉腔(I)内部抽成真空度为IXK...

【专利技术属性】
技术研发人员：林乃明，楚志兵，邹娇娟，张翔宇，唐宾，范爱兰，秦林，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：