【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電化學領域，涉及一種在氯化鈉電解液中進行的鉭金屬表面的微弧氧化方法。
技術介紹
1、鉭金屬是一種具有優異性能的金屬，由于其具有高熔點(高達2995℃)、良好的化學穩定性、較強的可延展性以及韌性和高密度(16.68g/cm3)在各個領域都得到了不斷發展，尤其在醫學治療當中有著廣泛的應用，包括手術切口縫合的ta絲、用于血管狹窄的ta支架植入物、大腿骨早期骨壞死中的ta釘、支撐骨缺損的ta棒和關節，這些生物應用都表明鉭金屬可以作為一種具有良好生物相容性的永久性生物醫用材料植入物。盡管有著較高的韌性和延展性，但是其長期在體液中易腐蝕與較低的比表面積并不適用于成骨細胞的繁殖與生存，嚴重的影響了其在骨骼植入材料當中的應用。因此，在鉭表面生成一層多孔氧化膜將大大提高其生物相容性。
2、微弧氧化技術(micro?arc?oxidation，mao)又稱等離子體電解氧化(peo)，是一種利用等離子體輔助對各種閥金屬(如mg,al,ti,zr,nb,hf和ta)進行氧化的電化學技術，微弧氧化技術可以在金屬基體表面制備保護性的無機涂層，從而提升其耐磨、耐蝕等性能。目前，在鉭金屬微弧氧化所選擇的電解液大多為磷酸鹽、硅酸鹽、鋁酸鹽等電解液。
3、例如現有技術cn114952181a涉及一種高耐腐蝕鉭及鉭鎢合金筒形件的制備方法，屬于稀有金屬的制備、加工
，可用于直徑150mm～400mm純鉭及ta-2.5w合金筒形件的制備加工。所采用的工藝步驟為：拉深成形→清洗→真空熱處理→機械加工→清洗→微弧氧化→清洗→打磨。
4、現有技術cn114507893b提供了一種鉭合金表面高硬度耐磨微弧氧化涂層電解液及制備方法，用以有效提高微弧氧化涂層的硬度及耐磨性。所述鉭合金表面高硬度耐磨微弧氧化涂層電解液包括：主成膜劑、ph調節劑與添加劑，所述主成膜劑為na3po4，所述ph調節劑為naoh；所述添加劑包括：膜層增厚劑、抑弧劑與硬質相分解劑，所述硬質相分解劑為可分解為硬質相粒子的可溶性鋁鹽，所述鋁鹽為naalo2、kalo2；所述膜層增厚劑為naf、kf、na2s中的一種或多種，所述抑弧劑為乙二胺四乙酸二鈉、六次甲基四銨、甘油中的一種或多種。
5、微弧氧化過程中，電解液中的陰離子與金屬陽離子相互結合，在金屬基體表面生成陶瓷層。磷酸鹽、硅酸鹽、鋁酸鹽等電解液有促進金屬表面鈍化從而順利建立火花放電的作用。因此，現有技術中均采用了上述電解質。但上述電解質一般會引入雜質，無法生成純氧化膜；其次，相比于nacl，上述電解液制備成本高，不易于降低成本；此外，這些電解液多含al3+離子(鋁鹽電解液)，而鋁被證明是導致老年癡呆癥和其他神經系統疾病的因素之一；最后，采用此類電解質大多膜層致密，并不滿足生物相容性需求。目前骨科醫用材料，其微孔尺寸在0.1?-5μm范圍內。而采取此類電解質制備的膜層的微孔尺寸不符合要求。
6、nacl作為人類體內調控滲透壓平衡的無機鹽，不僅成本低廉，而且綠色健康。但由于氯離子是一種破壞金屬鈍化膜穩定性的侵蝕性粒子，常規的金屬不能在nacl電解液中建立火花放電，施加陽極電壓之后，金屬將會發生嚴重的溶解腐蝕。因此，迄今為止，nacl在微弧氧化中都只是作為腐蝕試劑測試耐腐蝕性使用，從未有人將其作為電解液。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種在氯化鈉電解液中進行的鉭金屬表面的微弧氧化方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下的技術方案：
3、一種鉭金屬表面的微弧氧化方法，以鉭金屬作為陽極，進行微弧氧化處理，在表面獲得ta2o5涂層；微弧氧化處理所用電解液為氯化鈉。
4、本專利技術提供了一種鉭金屬表面快速生成含大量氧化鉭的生物相容性涂層的微弧氧化法，將預處理的鉭金屬放入電解液進行微弧氧化，即可生成含有大量多孔ta2o5的微弧氧化涂層。
5、在其中一個優選的實施例中，所述鉭金屬表面的微弧氧化方法包括以下步驟：
6、s1、對鉭金屬試樣的表面依次進行打磨、清洗、干燥，備用；
7、s2、以處理后的鉭金屬試樣作為陽極，以不活潑金屬作為陰極，進行微弧氧化處理5s-20min后，在表面獲得ta2o5涂層；
8、微弧氧化處理時控制陽極電流密度為1-50a/dm2，陰極電流密度為0-50a/dm2，正負占空比為5％-80％，頻率為10-50000hz；
9、微弧氧化處理所用電解液為氯化鈉。
10、在其中一個優選的實施例中，所述不活潑金屬為不銹鋼、碳鋼、鎳金屬或鉑金屬中的一種。
11、在其中一個優選的實施例中，微弧氧化處理的時間為10s-20min。
12、時間過短，孔小；時間過長，膜層附著變差。
13、在其中一個優選的實施例中，微弧氧化反應過程中電解液溫度控制在10-50℃。
14、在其中一個優選的實施例中，正負占空比為5％-20％。
15、在其中一個優選的實施例中，頻率為10-1000hz。
16、在其中一個優選的實施例中，所述ta2o5涂層的厚度為10-60μm。
17、在其中一個優選的實施例中，所述ta2o5涂層的孔徑大小為1-5μm。
18、微孔為成骨細胞提供了較大的比表面積，有利于細胞的初始附著，成骨細胞可以更好地貼合在材料表面及微孔周邊區域，進而開展后續的生長、分化等過程。
19、在其中一個優選的實施例中，電解液的濃度為0.1-6.1mol/l。
20、電解液濃度過低，得到的氧化膜不致密；電解液濃度過高，氯化鈉不完全溶解，對電解過程產生不利影響。
21、在其中一個優選的實施例中，電解液的濃度為0.1-2mol/l。
22、在其中一個優選的實施例中，電解液的濃度為0.1-1.5mol/l；優選的，電解液的濃度為1.0mol/l。
23、在其中一個優選的實施例中，鉭金屬試樣中鉭的純度不低于99.90wt％。
24、在其中一個優選的實施例中，鉭金屬試樣為(0.2-0.05)mm×(80-120)mm×(80-120)mm。
25、鉭金屬試樣為(0.2-0.05)mm厚×(80-120)mm長×(80-120)mm寬。
26、在其中一個優選的實施例中，鉭金屬試樣依次采用150#、600#、1000#、2000#、3000#的sic砂紙進行打磨。
27、在其中一個優選的實施例中，將打磨好的區域留出0.5-1.5cm2裸露，另一端裸露0.3-0.7cm2用于連接導線，將其余部分使用耐酸堿膠帶纏封，并用硅橡膠涂抹在膠帶表面。
28、在其中一個優選的實施例中，打磨后的鉭金屬試樣使用去離子水、酒精沖洗，后經過超聲去除油漬，最后取出干燥。
29、在其中一個優選的實施例中，在微弧氧化本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鉭金屬表面的微弧氧化方法，其特征在于，以鉭金屬作為陽極，進行微弧氧化處理，在表面獲得Ta2O5涂層；微弧氧化處理所用電解液為氯化鈉。
2.根據權利要求1所述的微弧氧化方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，所述不活潑金屬為不銹鋼、碳鋼、鎳金屬或鉑金屬中的一種。
4.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，微弧氧化處理的時間為10?s-20min。
5.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，微弧氧化反應過程中電解液溫度控制在10-50?℃。
6.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，所述Ta2O5涂層的厚度為10-60μm。
7.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，電解液的濃度為0.1-6.1?mol/L。
8.根據權利要求2-7任一項所述的微弧氧化方法，其特征在于，在微弧氧化開始前，先對微弧氧化裝置進行蒸餾水、酒精清洗，微弧氧化裝置包括微弧氧化陰極、反應裝置、夾套燒杯、攪拌棒。
9.一種微弧氧化鉭金屬表
10.氯化鈉在微弧氧化鉭金屬表面中的應用，優選的，電解液的濃度為0.1-6.1?mol/L。
...【技術特征摘要】
1.一種鉭金屬表面的微弧氧化方法，其特征在于，以鉭金屬作為陽極，進行微弧氧化處理，在表面獲得ta2o5涂層；微弧氧化處理所用電解液為氯化鈉。
2.根據權利要求1所述的微弧氧化方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，所述不活潑金屬為不銹鋼、碳鋼、鎳金屬或鉑金屬中的一種。
4.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，微弧氧化處理的時間為10?s-20min。
5.根據權利要求2所述的微弧氧化方法，其特征在于，微弧氧化反應過程中電解液溫度控制在10-50?℃。
6.根據權利要求2所述的微弧...
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