Оценка трибокоррозии лазерно облицованных керамических композитов TI6Al4V

Ochonogor Onyeka Franklin; Mark Walker; Mahlatse Mphahlele

doi:10.3791/70074

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Оценка трибокоррозии лазерно облицованных керамических композитов TI₆Al₄V

135 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/70074

⸱

12 июня 2026 г.

Ochonogor Onyeka Franklin¹ , Mark Walker¹ , Mahlatse Mphahlele²

¹Department of Mechanical Engineering, Durban University of Technology, ²Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Cape Peninsula University of Technology

В этой статье

Краткое содержание

Оценка износостойкости, микротвёрдости и коррозионной устойчивости композитов с частицами керамической арматуры (системы Zr/TiC и Ti/TiC) в условиях, относящихся к биомедицинским имплантатам (NaCl/_{H 2}SO₄).

Аннотация

В этой статье представлен комплексный экспериментальный протокол оценки трибокоррозийного поведения аддитивно изготовленных композитов на основе TI₆_{Al 4}В, усиленных керамическими фазами с помощью лазерного металлического осаждения (LMD). Этот протокол удовлетворяет необходимость понимания синергетических механизмов деградации, возникающих в компонентах, подвергающихся механической нагрузке и коррозионным условиям в биомедицинских и аэрокосмических приложениях. Протокол включает контролируемое лазерное покрытие TI₆Al₄V с усилением Zr/TiC и Ti/TiC, а затем детальную микроструктурную, механическую, электрохимическую и трибокоррозионную характеристику. Процедуры охватывают обработку порошка, подготовку подложки, лазерную обработку, металлографическую подготовку, микроскопию, рентгеновскую дифракцию, микрожёсткость, измерения электрохимической коррозии и трибокоррозию с использованием поршневого шарико-на-пластинного трибометра под электрохимическим контролем в электролите NaCl/H₂SO₄. Этот метод позволяет в реальном времени оценивать взаимодействия износа и коррозии, включая пассивное разрушение пленки и повторную пассивацию при скольжении, учитывая микроструктурные особенности, вызванные аддитивным производством. Протокол служит стандартизированной основой для оценки эффективности стратегий арматуры керамики в улучшении функциональности аддитивно изготовленных металлических систем, предназначенных для сложных условий.

Введение

Лазерная модификация поверхности с использованием керамических фаз — эффективный подход для повышения поверхностных характеристик металлических имплантов, позволяющий формировать коррозионно-стойкие и механически усиленные покрытия с помощью лазерного металлического осаджения (LMD)¹. Титановый сплав_{TI 6}Al₄V широко используется в биомедицинских имплантах благодаря своей биосовместимости, высокому соотношению прочности к весу и коррозионной^{устойчивости} ^2,3. Тем не менее, он остаётся уязвимым к коррозии и трибокоррозии в агрессивных физиологических условиях, где механический износ и электрохимическая деградация могут ухудшить работу имплантата и вызвать неблагоприятные биологические^{реакции} 4,5,6,7. LMD улучшает поверхностные свойства за счёт локального переплавления, быстрого затвердевания и включения армирующих фаз, создавая плотные, металлургически связанные слои с индивидуальными микроструктурами. По сравнению с альтернативными методами, такими как лазерное нитрование или электронно-лучевая обработка, LMD обеспечивает гибкость состава, более низкие эксплуатационные затраты и широкую доступность ^8,9,10. Эти преимущества делают его особенно подходящим для имплантов с аддитивным производством (AM), где устойчивость к коррозии критически важна для долгосрочной эффективности in vivo ¹⁰.

Поведение AM-имплантов при коррозии и трибокоррозии зависит от пористости, шероховатости поверхности, остаточных напряжений и микроструктурной гетерогенности^. Поэтому оценка требует электрохимических испытаний на агрессивных электролитах (например, NaCl/H₂SO₄), дополненных микроструктурной характеристикой с использованием SEM и EDS. Стратегии послеобработки, включая горячее изостатическое прессование, поверхностную полировку и лазерную переплавку, дополнительно повышают коррозионную устойчивость, снижая дефекты и уточняя топологию поверхности.

Усиленные композиты TI₆_{Al 4}В, содержащие Zr, Ti и TiC, демонстрируют повышенную коррозионную устойчивость благодаря сочетанию улучшенной пассивной стабильности слоя и микроструктурной утончённости. Цирконий стабилизирует пассивный смешанный оксид TiO₂ – ZrO₂, способствуя быстрой репассивации и повышенному сопротивлению поляризации^12,13. Частицы TiC и Ti обеспечивают механическое усиление и служат барьерами диффузии для коррозийных ионов, тогда как хорошо связанные интерфейсы минимизируют микрощели, способные инициировать локализованную^{коррозию 14}. Таблица материалов показывает используемые материалы, включая реагенты и приборы.

Общая цель этого метода — оценить трибокоррозионные характеристики композитов AM_TI6_{Al 4}V, усиленных керамическими частицами (Zr/TiC и Ti/TiC), фиксируя синергетические механизмы повреждений, возникающие при одновременном механическом износе и электрохимическом воздействии. Тестирование на трибокоррозию интегрирует измерения износа и электрохимических веществ, обеспечивая оценку в реальном времени в динамических, физиологически значимых^{условиях 15}^, ¹⁶^, ¹⁷^, ¹⁸^, ¹⁹^, ²⁰. Метод подходит для несущих биомедицинских имплантов или компонентов, подвергающихся воздействию комбинированных механических и химических напряжений, имитируя худшие случаи in vivo с использованием хлоридовсодержащих электролитов. Оптимальная производительность достигается за счёт баланса механической арматуры с электрохимической стабильностью, что подчёркивает важность микроструктурной равномерности и пассивной целостности пленки. Этот протокол обеспечивает воспроизводимые, релевантные для применения рамки для оценки композитов AM_{TI 6}_{Al 4}V в условиях трибокоррозии, поддерживая обоснованный выбор материалов, инженерию поверхностей и проектирование имплантов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Материалы, оборудование и стартовые порошки

Стартовые порошки
1. Получить газовый атомизированный порошок TI₆_{Al 4}V (ASTM F136) с диапазоном размеров частиц 15–53 мкм, порошок циркония (Zr) с чистотой ≥99,5 массы и размером частиц 10–45 мкм, а также порошок карбида титана (TiC) с чистотой ≥99% массы и размером частиц 2–10 мкм.
2. Храните все порошки в герметичных контейнерах под сухой атмосферой с аргоном, чтобы предотвратить окисление и поглощение влаги перед обработкой.
Подготовка субстрата
1. Вырежьте подложочные пластины_{TI 6}_{Al 4}V до размеров 50 мм × 50 мм × 5 мм.
2. Последовательно шлифуйте поверхность подложки с помощью бумаги SiC от зернистости P320 до P800, чтобы удалить оксиды поверхности и неровности.
3. Ультразвуковой очистка субстратов ацетоном в течение 10 минут, затем этанолом на 10 минут.
4. Высушите подложки с помощью сжатого азота и надёжно закрепите их на платформе для лазерного металлического осаждения (LMD).

2. Лазерное осаждение композитов с армированными поверхностями керамикой

Конфигурация системы LMD
1. Используйте лазерную систему осадки металла, оснащённую многобункерной системой подачи порошка.
2. Использовать волоконный лазер с непрерывной волной длиной волны примерно 1070 нм.
3. Установить диаметр лазерного пятна на 1,0–1,5 мм с помощью коаксиального сопла.
Подача порошка и экранирование
1. Загрузите порошки_{TI 6}Al₄V, Zr и TiC в отдельные бункеры под бардачком с аргоном.
2. Очистите все порошковые линии и бункеры аргоном высокой чистоты минимум на 20 минут, чтобы снизить уровень кислорода ниже 10 ppm.
3. Калибруйте каждый порошок гравиметрически и регулируйте скорость подачи для достижения желаемого состава, поддерживая общую скорость подачи порошка 5–10 г/мин с отклонением в пределах ±2%.
Параметры осаждения
1. Установите мощность лазера на 800–1200 Вт.
2. Установите скорость сканирования на 6–12 мм/с.
3. Поддерживайте расход аргонового защитного газа в размере 10–15 л/мин, чтобы защитить расплавленный бассейн от окисления.
4. Материал отложения с использованием стратегии растрового сканирования с перекрытием 30–50% между соседними путями.
5. Создавайте покрытия слой за слоем, позволяя контролировать интервалы охлаждения между слоями для минимизации остаточного напряжения.
6. Дайте образцам остыть до комнатной температуры в атмосфере аргона после осаждения.

3. Микроструктурная и фазовая характеристика

Металлографическая подготовка
1. Резьте отложенные образцы перпендикулярно направлению с помощью прецизионной алмазной пилы.
2. Поместить образцы в проводящую эпоксидку и затвердеть согласно инструкциям производителя.
3. Шлифуйте бумагой SiC (P120–P1200) и полируете алмазными подвесками до 1 мкм.
Сканирующая электронная микроскопия (SEM): Перед СЭМ-визуализацией покройте отполированные образцы тонким проводящим слоем для снижения поверхностной зарядки. Каждый отполированный образец закрепляют на алюминиевом заглушке SEM с помощью проводящей углеродной ленты для правильного электрического контакта.
1. Поместите установленные образцы в распылительный слой и нанесите слой золота или углерода толщиной 5–10 нм в атмосферу с аргоном. Примените ток распыления около 20 мА в течение 45–60 секунд, чтобы обеспечить равномерное проводящее покрытие. После покрытия храните образцы в чистом, свободном от пыли контейнере до проведения анализа SEM.
  ПРИМЕЧАНИЕ: Покрытие полированных образцов проводящим слоем углерода или золота (~5–10 нм): Для обеспечения проводящей поверхности для SEM-визуализации и точного элементного анализа EDS покрытие отполированных образцов тонким слоем углерода или золота (~5–10 нм). Используйте слой для нанесения проводящего слоя. Зафиксируйте образцы на алюминиевых обрезках проводящей углеродной лентой и распыляйте слой золота диаметром 5–10 нм при 20 мА в течение 60 секунд в атмосфере аргона. Материалы, необходимые для этой подготовки, включают полированные металлургические образцы, источник углеродного или золотого покрытия, распылитель или термический испаритель, проводящий пробный заготовок, клейкую ленту и ультразвуковую ванну с этанолом или ацетоном. Процедура следующая:
  1. Подготовка образца: убедитесь, что поверхность образца гладкая и без царапин. Для металлических образцов шлифуйте бумагой SiC: зернистость 320–1200, полируют алмазной пастой: 6–3–1 мкм, очищайте этанолом или ацетоном в течение 5–10 минут и полностью сушите образец с помощью тёплого воздуха или азота.
  2. Выберите материал покрытия: Углерод обычно используется в EDS-приложениях для минимизации помех с элементными пиками, тогда как золото (Au) подходит для непроводящих или плохо проводимых образцов благодаря высокой проводимости, хотя оно может скрывать близлежащие элементные пики в EDS.
  3. Выберите технику нанесения покрытия:
    Распыляющее покрытие (предпочтительно для металлов и SEM): Поместите образец в вакуумную камеру распыляющего покрытия, накачайте до высокого вакуума, установите ток и напряжение распыления в соответствии с спецификациями производителя и наносите слой в течение калиброванного времени для достижения толщины ~5–10 нм.
  4. Советы по покрытию для наилучших результатов
    Поворачивайте образец во время осаждения для равномерного покрытия, избегайте нанесения наложения (толщина >10 нм), проверяйте толщину покрытия с помощью калибровки или профилометра и убедитесь, что образец чистый после нанесения покрытия, чтобы предотвратить загрязнение.
  5. Хранение до SEM
    Храните покрытые образцы в контейнере без пыли и избегайте прикосновения к покрытой поверхности для поддержания проводимости и качества изображения.
  6. Опционально: комбинированное покрытие
    Нанесите тонкий углеродный слой (~5 нм), затем золотой (~5 нм) для сбалансированной точности элементного анализа и улучшения качества изображения, особенно для гетерогенных или низкопроводимых образцов.
2. Проводите СЭМ-визуализацию с ускоряющимся напряжением от 10 до 20 кВ и рабочим расстоянием от 8 до 12 мм.
3. Захват изображений вторичных электронов для оценки геометрии покрытия, пористости и распределения арматуры. Поместите покрытые образцы в камеру сканирующего электронного микроскопа и следуйте процедуре прибора, чтобы достичь необходимого уровня вакуума. Захват вторичных электронных (SE) изображений с помощью сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией при напряжении 10–15 кВ и рабочем расстоянии 8–10 мм. Используйте вторичный детектор электронов для высокоразрешающих изображений поверхностей. Возьмите микрофотографии с разными увеличениями для анализа геометрии, пористости и распределения арматуры в лазерно-оболочённых слоях. Добавьте шкалу в правом нижнем углу каждого экспортированного изображения.
  1. Подготовка образца
    Отполируйте образец ровно, измельчите бумагой с зернистостью 320–1200 и отполируете алмазной пастой (6, 3, 1 мкм). Очистите образец в ультразвуковой ванне этанолом или ацетоном и покройте его проводящим слоем (примерно 5–10 нм углерода или золота), чтобы предотвратить зарядку во время визуализации.
  2. Монтаж образца
    Прикрепите образец к проводящему заголовку с помощью углеродной ленты или проводящего клея, убедившись, что он плоский и стабилен. Вставьте заглушку в камеру SEM и эвакуируйте в высокий вакуум.
  3. Выбор режима
    В программном обеспечении управления SEM выберите режим вторичного электрона (SE) и детектор, который захватывает сигналы SE. Регулируйте ускоряющееся напряжение в зависимости от материала и интересующих особенностей.
  4. Корректировка параметров
    Установите рабочее расстояние на 5–15 мм для повышения разрешения; Используйте небольшой размер пятна (примерно 1–5 нм) для улучшения разрешения; выбирайте средне-медленную скорость сканирования для лучшей детализации; корректировать увеличение при необходимости для анализа обложки; и балансирующий ток луча для контроля яркости и шума.
  5. Получение изображений
    Начинайте с малого увеличения и постепенно увеличивайте объём, чтобы запечатлеть более мелкие детали. Сделайте несколько изображений, чтобы охватить геометрию, пористость и распределение арматуры.
  6. Опциональный наклон и 3D-перспектива
    Наклоните образец (5–20°) для усиления топографического контраста. Наблюдайте выступление или вложение арматурных частиц в матрицу.
  7. Этапы после визуализации
    Сохраняйте изображения в форматах высокого разрешения и аннотируете их с помощью полосы масштаба, интересующих областей и размеров частиц. Используйте программное обеспечение для анализа изображений для количественной оценки и анализа.
  8. Пример рабочего процесса для обложенной металлургии
    Подготовьте образец TiC — усиленный Ti, полируете, покрытие углеродом, монтаж на проводящей заглушке, вставление в SEM, использование режима SE при напряжении 15 кВ, рабочее расстояние 10 мм, получение изображений для геометрии облицовки и распределения арматуры, сохранение и анализ изображений.
4. Выполните точечный анализ EDS и элементное отображение для подтверждения распределения Zr и TiC.
  Провести элементный анализ с использованием детектора энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), интегрированного в систему SEM. Работа SEM при ускоряющем напряжении 15–20 кВ для обеспечения достаточного возбуждения характерных рентгеновских сигналов. Проведите точечный анализ выбранных интересующих областей слоя кладки для определения элементного состава. Получите спектры с живым временем набора примерно 60 с, чтобы получить надёжные элементные пики.
  ПРИМЕЧАНИЕ: Для элементного отображения сканируйте выбранную область поверхности обложки, собирая пространственно разрешённые рентгеновские сигналы, соответствующие интересующимся элементам. Создать карты распределения для подтверждения присутствия и пространственного распределения фаз усиления циркония (Zr) и карбида титана (TiC) внутри титановой матрицы. Экспортировать элементные карты с согласованными масштабными полосами и метками панелей для последующей обработки изображений.
  1. Подготовка образца
    Отполировать образец до зеркального покрытия с помощью бумаги SiC и алмазной пасты. Очистите образец в ультразвуковой ванне этанолом или ацетоном и, при необходимости, нанесите проводящее покрытие, чтобы предотвратить зарядку.
  2. Монтировать сэмпл и настроить SEM
    Установите образец на проводящий забор с углеродной лентой, введите его в камеру SEM и накачьте до высокого вакуума. Выберите соответствующее ускоряющее напряжение для обнаружения EDS.
  3. Установка детектора EDS
    Обеспечьте правильное охлаждение и калибровку детектора EDS, откалибруйте спектрометр с использованием стандартного материала и установите время работы или счёты для оптимального отношения сигнал/шум.
  4. Анализ точек EDS
    Перемещайтесь к интересующих точкам на SEM-изображении, получайте спектр EDS в каждой точке, определяйте характерные пики для Zr, Ti и C, а также фиксируйте % веса или атомный % с помощью программного обеспечения.
  5. Элементное отображение EDS
    Выберите область интереса на SEM-изображении, активируйте режим отображения в программном обеспечении EDS и начните сканирование для генерации карт распределения элементов.
  6. Перекрёстная проверка с визуализацией SEM
    Используйте визуализацию BSE для композиционного контраста, сравнивайте изображения SE и карты EDS для корреляции.
  7. Сохранение и анализ данных
    Сохраняйте спектры, карты и аннотированные изображения SEM. Используйте программное обеспечение для количественной оценки элементных дробей, измерения размера частиц и расчёта равномерности распределения.
Рентгеновская дифракция (XRD)
1. Фазовая характеристика
  Провести элементный анализ с использованием детектора энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), интегрированного в систему SEM. Работа SEM при ускоряющем напряжении 15–20 кВ для обеспечения достаточного возбуждения характерных рентгеновских сигналов. Проведите точечный анализ выбранных интересующих областей слоя кладки для определения элементного состава. Получите спектры с живым временем набора примерно 60 с, чтобы получить надёжные элементные пики.
  ПРИМЕЧАНИЕ: Для элементного отображения сканируйте выбранную область поверхности обложки, собирая пространственно разрешённые рентгеновские сигналы, соответствующие интересующимся элементам. Создать карты распределения для подтверждения присутствия и пространственного распределения фаз усиления циркония (Zr) и карбида титана (TiC) внутри титановой матрицы. Экспортировать элементные карты с согласованными масштабными полосами и метками панелей для последующей обработки изображений.

4. Механическая характеристика

Микротвёрдость Vickers
1. Проведите измерения микротвердости Vickers на полированных сечениях с нагрузкой 100 г и временем задержки 15 с.
2. Размещайте вмятины с интервалами не менее 100 мкм, чтобы избежать взаимодействия.
3. Рассчитайте средние значения твёрдости и стандартные отклонения как минимум от десяти измерений на образец.

5. Электрохимическое испытание на коррозию

Электрохимическая ячейка
1. Подготовьте электрохимическую ячейку с образцом в качестве рабочего электрода, электрода с платиновой сеткой и эталонный электрод Ag/AgCl.
2. Экспонируйте рабочую площадь электрода размером 1^{см 2} с помощью изоляционного лака.
3. Используйте водный электролит NaCl/_{H 2}SO₄ , поддерживаемый при температуре 25 ± 1 °C.
Потенциал и поляризация разомкнутого контура
1. Погрузите образец и обеспечьте стабилизацию при потенциале разомкнутого цепи (OCP) в течение 30 минут.
2. Проведите потенциодинамические поляризационные сканирования от −0,25 В до +1,5 В против Ag/AgCl при скорости сканирования 1 мВ/с.
3. Определите потенциал коррозии (E_corr) и плотность коррозионного тока (i_corr) по экстраполяции Тафеля.

6. Интегрированное тестирование на трибокоррозию

Трибокоррозионная установка
1. Разместить электрохимический образец в возвратно-поступковый шарик-пластиночный трибометр, соединённый с потенциостатом.
2. Используйте шарик с алюзиновым (Al₂_O3) диаметром 6 мм.
3. Примените нормальную нагрузку 5 Н и скользящую частоту 1 Гц на скользящем расстоянии 5 мм.
4. Проведите тесты на трибокоррозию в том же электролите NaCl/_{H 2}SO₄ под электрохимическим контролем.
Выполнение тестов и стандарты
1. Фиксируйте коэффициент трения, отклик на ток и потенциал непрерывно во время скольжения.
2. Провести испытания на трибокоррозию в соответствии с ASTM G119 для оценки синергетических эффектов износа.
3. После тестирования промывайте образцы дистиллированной водой, сушите азотом и изучайте следы износа с помощью SEM.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Характеристика порошка и субстрата
Репрезентативные микрофотографии сканирующей электронной микроскопии (SEM) стартовых армирующих порошков ((A) Ti, (B) Zr и (C) TiC) показаны на рисунке 1. Изображения иллюстрируют типичные морфологии частиц, полученные из газоатомизированных и коммерчески добытых порошков. Частицы титана и циркония преимущественно имели сферическую или почти сферическую форму, тогда как частицы карбида титана (TiC) имели более угловатые ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В этой статье представлен воспроизводимый протокол изготовления, характеристики и оценки трибокоррозии композитов на основе TI₆_{Al 4}В, усиленных керамическими фазами с помощью лазерного металлического осаждения (LMD). Методология объединяет характеристику порошков, автоматизированное in situ смешивание, лазерное облицовка, микроструктурный анализ, электрохимические испытания и связанную оценку трибокоррозии для решения сложных механизмов разложения, с которы...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

У авторов нет конфликтов интересов, связанных с этой работой, и они не использовали никакой инструмент для написания ИИ.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить признательность Технологическому университету Дурбана за финансовую поддержку этой работы.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Сырье / Порошки
Ти₆Al4V Порошок			Атомизированный газом, 15–53 µм (ASTM F136) Используется в исследовании: Матричный материал для лазерного напыления и подложки.
Цирконий (Zr) Порошок			Чистота ≥99,5 мас.%, 10–45 µм Используется в исследовании: Композитное усиление и стабилизатор материала.
Карбид титана (TiC) Порошок			Чистота ≥99 мас.%, 2–10 µм Используется в исследовании: Керамические усиливающие материалы для композитов.
Ти/TiC Порошок			Смешанный композитный порошок (определенные весовые соотношения) Используется в исследовании: Смесь усиления для композитов.
Zr/TiC Порошок			Смешанный композитный порошок (определенные весовые соотношения) Используется в исследовании: Смесь усиления для композитов.
Газы и химикаты
Азот (N2)			Контролируемая среда/Мера безопасности Используется в исследовании: Контролируемая среда для смешивания порошка и системы лазерного металлического напыления (LMD).
Аргон (Ar)			Промывка среды, Носитель/Защитный газ Используется в исследовании: Загрузка порошка, атмосфера LMD и коаксиальный сопло с носителем газа.
Ацетон			Чистящее средство Используется в исследовании: Очистка подложки Ti6Al4V.
Этанол			Чистящее средство Используется в исследовании:
Охлаждающий раствор			вода Используется в исследовании: Очистка подложки Ti6Al4V.
Прозрачная эпоксидная смола			Монтажный материал Используется в исследовании: Монтаж образцов для подготовки электродов или металлографии.
Проводящая эпоксидная смола			Монтажный материал Используется в исследовании: Монтаж образцов для микроскопии (после секционирования)
Шлифовальный поролон (SiC)			Различные размеры зерна Используется в исследовании: Шлифовка образцов (металлографическая подготовка).
Алмазная паста			Полирующее средство Используется в исследовании: Полировка поверхностей электродов и поперечных сечений.
Симулированная телесная жидкость (SBF)			Электролит Используется в исследовании: Электрохимическое испытание на коррозию.
Электролит NaCl/H₂SO₄			Неуказана концентрация Используется в исследовании: Электрохимическое испытание на коррозию.
Оборудование и инструменты
Сканирующий электронный микроскоп (SEM)			С энергодисперсионной спектроскопией (EDS) Используется в исследовании: Характеристика порошка и подложки, микроструктурный анализ, дисперсия усилений и картирование EDS.

Ссылки

Wei, G., Tan, M., Attarilar, S., Li, J., Uglov, V. V., Wang, B., et al. An overview of surface modification: A way toward fabrication of nascent biomedical Ti6Al4V alloys. J. Mater. Res. Technol. 24 (1), 5896-5921 (2023).
Saran, R., Ginjupalli, K., George, S. D., Chidangil, S., Unnikrishnan, V. K. Laser as a tool for surface modification of dental biomaterials: A review. J. Oral Biol. Craniofac. Res. 9 (3), e17457(2023).
Marin, E., Lanzutti, A. Biomedical applications of titanium alloys: A comprehensive review. Materials. 17 (1), 114(2023).
Ju, J., et al. Remarkable bioactivity, bio-tribological, antibacterial, and anti-corrosion properties in a Ti6Al4V-xCu alloy fabricated by laser powder bed fusion. Chem. Eng. J. 471 (1), 144656(2023).
Bocchetta, P., et al. Passive layers and corrosion resistance of biomedical Ti6Al4V and β-Ti alloys. Coatings. 11 (4), 487(2021).
Eliaz, N. Corrosion of metallic biomaterials: A review. Materials. 12 (3), 407(2019).
Kumar, M., Kumar, R., Kumar, S. Coatings on orthopedic implants to overcome present problems and challenges: A focused review. Surf. Coat. Technol. 45 (1), 5269-5276 (2021).
Dini, C., et al. Progression of bio-tribocorrosion in implant dentistry. Front. Mech. Eng. 6 (1), 1(2020).
Soni, N., Renna, G., Leo, P. Advancements in metal processing additive technologies: Selective laser melting. Metals. 14 (9), 1081(2024).
Iftekar, S. F., et al. Advancements and limitations in 3D printing materials and technologies: A critical review. Polymers. 15 (11), 2519(2023).
Khan, T., et al. Recent developments in improving the fracture toughness of 3D-printed fiber-reinforced polymer composites. Compos. Part B Eng. 283 (1), 111622(2024).
Taghian, M., et al. Laser powder bed fusion of metallic components: Latest progress in productivity, quality, and cost perspectives. J. Mater. Res. Technol. 27 (2023), 6484-6500 (2023).
Liu, C. C., et al. Influence of Zr alloying on the corrosion behavior of Ti-Zr alloys in simulated hot HNO₃ reprocessing conditions. Corros. Sci. 246 (1), 112729(2025).
Dohare, S. Corrosion Protection and Modern Infrastructure. Introduction to Corrosion – Basics and Advances. , (2023).
Wang, C., et al. Microstructure and mechanical properties of TiC/Ti6Al4V composite fabricated by concurrent wire-powder feeding laser-directed energy deposition. Opt. Laser Technol. 181 (1), 111836(2025).
Hlinka, J., Bán, K. Analysis of mechanical properties, microstructure, and surface oxygen concentration of heat-treated additively manufactured Ti-6Al-4V. J. Mater. Res. Technol. 30 (1), 8815-8821 (2024).
Tao, X., et al. Effect of heat input on the microstructure and mechanical properties of Ti6Al4V alloy repaired by wire-feed electron beam additive manufacturing. J. Mater. Res. Technol. 25 (1), 4674-4685 (2023).
Wang, L., et al. Direct energy deposition of TiC/Ti6Al4V graded materials and heat resistance improvement during ablation. J. Mater. Res. Technol. 33 (1), 8482-8490 (2024).
Faraji, M., et al. Effect of natural inhibitors on the corrosion properties of grade 2 titanium alloy. Materials. 17 (21), 5202(2024).
Jáquez-Muñoz, J. M., et al. Corrosion of anodized titanium alloys. Coatings. 14 (7), 809(2024).
Chen, L., et al. Corrosion of commercial pure titanium and titanium alloys in extremely high-chloride, high-alkali seawater electrolysis environments. J. Alloys Compd. 1020 (1), 179431(2025).
Fayomi, O. S. I. Super-strengthening functional composite coating from ZnO-doped snail shell particulate for corrosion mitigation of mild steel. Results Surf. Interfaces. 17 (1), 100294(2024).
Xia, C., et al. Effect of zirconium content on the microstructure and corrosion behavior of Ti6Al4V-xZr alloys. Corros. Sci. 112 (1), 687-695 (2016).
Liu, X., et al. Enhancement of electrochemical corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy reinforced with TiC particles via directed energy deposition. Corros. Sci. 221 (1), 111343(2023).
Teng, J., et al. Influence of Ti addition on oxidation behavior of Ni-Cr-W-based superalloys. Corros. Sci. 193 (1), 109882(2021).
Lu, Y. J., et al. Enhancing tribological properties of titanium composites through biomimetic structural engineering. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf. 199 (1), 109176(2025).
Ben Rabha, M., et al. Fabrication and characterization of silicon surface grooving using CV etching for solar cell applications. Sustainability. 15 (20), 15638(2023).
Taufiqurrakhman, M., Khan, T., Bryant, M. G. Investigating the roles of protein on the cobalt alloy surface degradation for biomedical implant through tribocorrosion mechanisms. Tribol. Lett. 72 (2), 54(2024).
Tomova, Z. Corrosion resistance of cobalt–chromium alloys for metal ceramic dental restorations. Folia Medica. 67 (4), (2025).
Nguyen, H. D., et al. A critical review on additive manufacturing of Ti6Al4V alloy: Microstructure and mechanical properties. J. Mater. Res. Technol. 18 (1), 4641-4661 (2022).
Zhang, C., et al. The state of the art in machining additively manufactured titanium alloy Ti-6Al-4V. Materials. 16 (7), 2583(2023).
Sambo, A. M., Younas, M., Njuguna, J. Insights into machining techniques for additively manufactured Ti-6Al-4V alloy: A comprehensive review. Appl. Sci. 14 (22), 10340(2024).
Mohamed, O. F., et al. Microstructure and corrosion resistance of hybrid additively manufactured Ti-6Al-4V via laser powder bed fusion. Sci. Rep. 15 (1), 30703(2025).
Patel, P., et al. Influence of aluminum addition on the microstructure and tribomechanical behavior of HVOF-sprayed AlxFeCrMnCoNi high-entropy coatings. J. Alloys Compd. 1039 (1), 182854(2025).
Zakerin, N., et al. Review of tribological and wear behavior of alloys fabricated via directed energy deposition. J. Manuf. Mater. Process. 9 (6), 194(2025).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Лазерная наплавка керамическое армирование композиты Ti6Al4V аддитивное производство лазерное металлическое осаждение анализ микроструктуры электрохимическая коррозия измерение микротвердости трибометр типа «шарик по плоскости»

Эта статья была опубликована

Видео скоро будет доступно

Сообщать об обновлениях: