3.2微弧氧化处理时间与钛瓷结合强度的关系在微弧氧化处理过程中,氧化时间的长短是决定微弧氧化膜层厚度的根本因素. 张新平等[8]建立的模型结果指出,微弧氧化膜层的厚度随氧化时间的延长而增加. 随着反应时间的延长,膜层不断生长,不断增厚. 在起始起弧阶段,所生成的陶瓷膜薄而致密,只是一层与基体结合良好,没有缺陷的陶瓷,随着氧化时间的逐渐延长,膜内层开始出现气孔和缺陷,随着反应的进行,氧化膜增厚,击穿变得越来越困难,微弧产生的能量使得弧点处熔融的区域也变得越来越小,熔融物很难向外大量喷出,此时膜层的变化以氧化为主. 微弧氧化膜层的表面形貌及生长过程受控于能量参数的模式选择,在恒定的电参数下随着氧化时间的延长,膜层表面的微孔直径增大,微孔间的孔径偏差增大,孔的数量减少;氧化膜生长速率逐渐减小,氧化膜的厚度逐渐增加.
3.3微弧氧化处理后钛试件表面结构与钛瓷结合强度的关系我们的试验结果还显示:微弧氧化组的钛瓷结合强度明显高于未行微弧氧化组,说明微弧氧化处理方法有利于钛瓷的结合. 膜的表面形貌对钛与瓷的结合强度有很重要的影响. 通过对比不同时间所对应的钛与瓷的结合强度可以看出:时间在3 min时,所形成的膜致密,微孔小,表面平整,同时膜层表面孔大小与瓷渗入所需的尺寸相当,在瓷熔附过程中能完全渗入到膜层内部,与膜层呈犬牙交错状结合,故断裂测试得出膜层/瓷的结合强度值最高,可达到56.4 MPa,此时膜层与瓷结合相对完全;而随着时间的延长,所形成的膜粗糙,氧化膜表面微孔孔径逐渐增大,微孔数量逐渐减少,氧化膜生长速率逐渐降低,氧化膜不致密且厚度增加,所以形成的膜与瓷的结合强度低. 此研究中,随着时间的延长,钛表面的氧化膜孔径增加,厚度增加,钛与瓷的结合强度降低. 在3 min时,钛与瓷的结合达到最佳.
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