鈦合金廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、生物醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，但硬度低、耐磨性差，限制了其在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，必須采用適當?shù)谋砻嫣幚砑夹g(shù)來提高其性能。常用的表面改性方法包括化學(xué)鍍、電化學(xué)鍍、陽極氧化等，但化學(xué)鍍獲得的氧化膜薄、耐腐蝕、耐磨性差，化學(xué)鍍、電鍍等表面處理技術(shù)難以實現(xiàn)。微弧氧化作為一種新型的表面處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于鈦等金屬及其合金的表面處理，具有工藝簡單、電解質(zhì)無污染、膜層與基體結(jié)合良好的特點。
微弧氧化的技術(shù)原理是將鈦等金屬及其合金作為陽極和不銹鋼板作為陰極。在高脈沖電場環(huán)境下，議程氧化物陶瓷層在不同的電化學(xué)系統(tǒng)中在基體表面原位生成。該過程是化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化和等離子體氧化共同作用的結(jié)果。該技術(shù)是在陽極氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。進一步提高電壓，使其超過法拉第區(qū)域，從而達到臨界擊穿電壓。陽極金屬火花放電，不斷熔化凝固，形成與基體冶金相結(jié)合的氧化物陶瓷層。醋酸鈷微弧氧化電解液可用于電解液系統(tǒng)TC4耐熱抗沖擊的氧化物陶瓷膜在合金上產(chǎn)生，膜層與基底的結(jié)合能高于10MPa，在40次循環(huán)的熱轟動下，合金仍然穩(wěn)定，表明微弧氧化處理TC4合金具有優(yōu)異的耐熱性和抗沖擊性。
近兩年來，許多骨科研究人員對含鈣和磷的電解質(zhì)產(chǎn)生的微弧氧化膜具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和生物相容性，引起了廣泛的興趣。韓國利用微弧氧化技術(shù)在純鈦表面產(chǎn)生納米晶氫基磷灰石陶瓷層，結(jié)晶度高，生物相容性強，顯示了整形外科和牙科修復(fù)技能的使用潛力。西安一所大學(xué)研究了微弧氧化產(chǎn)生的鈣和磷氧化鈦生物活性膜，結(jié)果表明該膜由銳鈦礦制成TiO2和金紅石TiO2組成，內(nèi)層細，外層多孔；膜中鈣磷原子比由內(nèi)而外逐漸增加；膜經(jīng)水熱處理后，可轉(zhuǎn)化為含氫磷灰石的生物活性二氧化鈦層，金紅石膜具有良好的電力性能。
β-Ti醫(yī)學(xué)界認為它是下一代整形外科和牙科的替代金屬，因為它具有優(yōu)異的物理性能和生物相容性。為了進一步增加β-Ti微弧氧化表面處理可以改善與人體骨骼的相容性β-Ti生物活性的外觀。臺灣在中國β-Ti微弧氧化技能用于制備合金TiO2陶瓷外和植入日本小鼠大腿末梢的陶瓷膜進行了測試。結(jié)果表明，生成的TiO2膜層與基底結(jié)合力好，表現(xiàn)出比基底純鈦更好的骨生成能力，更適合醫(yī)學(xué)植入。
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