Titāna sakausējumu ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD) ir uzlabota virsmas apstrāde, ko plaši izmanto, lai uzlabotu titāna sakausējumu īpašības. CVD tehnoloģija veido pārklājumus uz titāna sakausējumu virsmas, pārvēršot ķīmiskās vielas gāzēs vai gāzu maisījumos cietos materiālos augstās temperatūrās un zems spiediens.
CVD pārklājumi uz titāna sakausējumiem piedāvā vairākas priekšrocības. Pirmkārt, CVD pārklājumi var ievērojami uzlabot titāna sakausējumu nodilumizturību un izturību pret koroziju. Piemēram, pētījumi par tantala plēvēm, kas nogulsnētas uz titāna sakausējumu virsmas, ir parādījuši, ka tantala metālam ir ne tikai lieliska izturība pret koroziju, bet arī laba bioloģiskā saderība. Turklāt CVD pārklājumi uzlabo titāna sakausējumu termisko noguruma pretestību, kas ir īpaši svarīgi lietojumos, kas ir pakļauti augstām temperatūrām un mehāniskiem spriegumiem.
CVD pārklājumus plaši izmanto arī griezējinstrumentu jomā. Piemēram, karbīda instrumentiem ar CVD pārklājumiem ir zemāks nodiluma līmenis un ilgāks kalpošanas laiks, frēzējot titāna sakausējumus ar lielu ātrumu. Šī pārklājuma tehnoloģija ne tikai uzlabo instrumenta izturību, bet arī samazina ražošanas izmaksas un apkopes biežumu.
Turklāt CVD tehnoloģija ir izmantota biomedicīnas jomā. Piemēram, pārklājumus, kas uzklāti uz titāna sakausējumu virsmas ar CVD tehnoloģiju, var izmantot biomedicīnas implantu ražošanā; šie pārklājumi ne tikai uzlabo materiāla bioloģisko saderību, bet arī uzlabo tā nodilumizturību un izturību pret koroziju.
CVD pārklājuma tehnoloģija titāna sakausējumiem ir ievērojami uzlabojusi titāna sakausējumu veiktspēju kosmosa, biomedicīnas un rūpnieciskās apstrādes lietojumos, nodrošinot izcilu nodilumizturību, izturību pret koroziju un termisko stabilitāti.
Ķīmiskās reakcijas process
Specifisko ķīmiskās reakcijas procesu titāna sakausējumu CVD pārklājumam var realizēt, izmantojot ķīmisko tvaiku pārklāšanu (CVD), kas ir plānslāņa process, kas uz substrāta virsmas uzklāj cietu plānu plēvi, izmantojot gāzes fāzes ķīmisko reakciju. Konkrēti, CVD pārklājumu sagatavošana uz titāna sakausējumiem parasti ietver šādas darbības:
1. Prekursora izvēle: atbilstoša titāna prekursora, piemēram, titāna hlorīda (TiCl4) izvēle.
2. Gāzes fāzes prekursora ievadīšana: reakcijas kamerā tiek ievadītas prekursoru gāzes, un šīs gāzes sadalās augstā temperatūrā.
3. Virsmas izraisīta reakcija: prekursoru gāzes ķīmiski reaģē uz substrāta virsmas, veidojot titāna atomus vai molekulas.
4. Plēves nogulsnēšana: titāna atomi vai molekulas tiek nogulsnētas uz substrāta virsmas, veidojot viendabīgu titāna sakausējuma plēvi.
Biomedicīnas lietojumi
Titāna sakausējuma CVD pārklājums biomedicīnas lauka lietojuma gadījumos galvenokārt koncentrējas uz implantu virsmas modifikāciju, lai uzlabotu to bioloģisko savietojamību, nodilumizturību un izturību pret koroziju.
1. Implantu virsmas modifikācija: titāna sakausējuma CVD pārklājumus plaši izmanto implantu virsmas modificēšanai, lai uzlabotu to bioloģisko saderību un mehāniskās īpašības. Piemēram, tantala plēves pārklājums, kas uzklāts uz Ti6Al4V sakausējuma substrāta ar CVI/CVD tehnoloģiju, var būtiski uzlabot pārklājuma nodilumizturību un izturību pret koroziju.
2. Šūnu proliferācijas veicināšana: pārklājumu, piemēram, TaC, TaCN un TaN uzklāšana uz titāna sakausējumu virsmas, šie pārklājumi ne tikai uzlabo materiālu izturību pret koroziju, bet arī veicina agrīnu osteoblastu adhēziju un proliferāciju, kas veicina reģenerāciju. un kaulu audu remonts.
3. Locītavu komponentu pielietojums: titāna sakausējuma cietos pārklājumus (piemēram, CVD un PVD pārklājumus) izmanto locītavu komponentos, piemēram, augšstilba kaula galvās, lai uzlabotu to berzes izturību un tādējādi pagarinātu implantu kalpošanas laiku.
4. Titāna nitrīda pārklājumi: Titāna nitrīda pārklājumus sagatavo ar CVD metodi, un tos galvenokārt izmanto, lai uzlabotu titāna implantu izturību pret koroziju un bioloģisko saderību.
