[发明专利]基于溶液体系的超声辅助微弧氧化复合膜层的制备与应用

权利要求书

1.一种采用溶液体系制备羟基磷灰石与二氧化钛复合膜层的一步超声辅助微弧氧化方法，其特征在于，所述方法以阳离子钙源、阴离子钙源和磷源形成的溶液体系作为微弧氧化电解液，以钛或钛合金作为微弧氧化阳极，以惰性电极作为微弧氧化阴极进行微弧氧化，微弧氧化的同时对所述电解液进行超声处理；所述超声处理的功率为100-500W，频率为20-50kHz；所述阴离子钙源为乙二胺四乙酸钙钠或乙二胺四乙酸钙钾；

所述微弧氧化电解液中阳离子钙源的浓度为10-30g/L；所述微弧氧化电解液中阴离子钙源的浓度为0.5-2g/L；

所述磷源为磷酸二氢钠或磷酸二氢钾，所述微弧氧化电解液中磷源的浓度为5-10g/L；

通过外加超声场的空化效应，电解液中形成细小的Ca和P团簇，并通过微弧氧化的外电场作用，促使阴离子钙源向阳极进行电迁移，使Ca和P团簇生长为羟基磷灰石晶核，然后，在电击穿的热效应和电效应作用下，羟基磷灰石晶核逐渐生长，最终在阳极表面原位生成羟基磷灰石膜层，即得到羟基磷灰石与二氧化钛的复合膜层。

2.如权利要求1所述的采用溶液体系制备羟基磷灰石与二氧化钛复合膜层的一步超声辅助微弧氧化方法，其特征在于，所述微弧氧化的工作电压为300-700V，工作频率为100-600Hz，电流密度为0.05-0.50A/cm²，占空比为0～50％，处理时间为5～30min，反应温度为0～40℃。

3.如权利要求1所述的采用溶液体系制备羟基磷灰石与二氧化钛复合膜层的一步超声辅助微弧氧化方法，其特征在于，所述钛合金为TA1、TA2、TA3、Ti-6Al-4V、Ti-Ni、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo或Ti-Mo-Ni。

4.如权利要求1所述的采用溶液体系制备羟基磷灰石与二氧化钛复合膜层的一步超声辅助微弧氧化方法，其特征在于，所述阳离子钙源为乳酸钙、葡萄糖酸钙、氯化钙或硝酸钙。

5.如权利要求1所述的采用溶液体系制备羟基磷灰石与二氧化钛复合膜层的一步超声辅助微弧氧化方法，其特征在于，所述惰性电极为铂片、石墨或不锈钢；所述阳极和阴极的距离为3cm-20cm。