氧化處理對鈦合金在生醫體液中的腐蝕與磨耗研究

Effects of oxidation treatment on the corrosion and wear resistance of titanium alloy in biomedical solution

楊杰儒(Chieh-Ju Yang)

指導教授 ： 李正國

健行科技大學/工學院/機械工程系碩士班/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6824/UCH.2015.00052

摘要

本研究以鈦合金(Ti-6Al-4V)為基材，藉由陽極處理和未經陽極處理的鈦合金進行真空熱氧化處理，分析經真空熱氧化處理對鈦合金表面形成之氧化膜機械性性質、耐蝕性以及耐磨耗之效應。利用掃描式電子顯微鏡(SEM)及能量散射分析儀(EDS)，觀察表面氧化膜形態、元素成份分析，電化學腐蝕試驗及利用塊對環(block-on-ring)磨耗方式在生醫體液(Hanks’ solution，pH值7.4)中進行表面腐蝕與磨耗研究。
實驗結果顯示，經過真空熱氧化處理的鈦合金(Ti-6Al-4V)，能有效提升鈦合金的表面性質但又以經陽極處理後進行真空熱氧化處理的試片，能夠有效提升鈦合金本身的在人工體液中的腐蝕及磨耗均有顯著的改進效果。

關鍵字

Ti-6Al-4V ； 陽極處理 ； 生醫體液 ； 真空熱氧化處理

並列摘要

In this study，the use of titanium alloy as substrate, the substrate respectively through the 　anodic surface treatment，vacuum thermal oxidation treatment. Then analyzed the mechanical　characteristics of titanium alloy surface oxide film，corrosion resistance and wear corrosion resistance effect.
Using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive Spectrometer (EDS)，observation of the surface oxide film morphology and elemental composition analysis.
In this research，we also study on the wear corrosion characteristics of titanium alloy in the
block-on-ring wear mode.
Experimental results show that the titanium alloy (Ti-6Al-4V) after thermal oxidation treatment can effectively improve its surface hardness properties. After both anodic and vacuum heat treatments，titanium specimens can effectively enhance the corrosion and wear corrosion behaviors in artificial fluids.

並列關鍵字

Ti-6Al-4V ； biomedical fluids ； anodic surface treatment ； vacuum thermal oxidation treatment

參考文獻

(1) 王桂生，鈦的應用技術，中南大學出版社，民國九十七年。

(2) 王群驕，有色金屬熱處理技術，化學工業出版社，民國九十八年。

(3) 田福助，電化學理論與應用，高麗圖書有限公司，九十二年。

(4) 林冠宇，「熱處理對經過無電鍍鎳處理後之鐵粉的化學組成及結構影響研究」，國立成功大學，碩士論文，13~18頁，民國九十二年。

(5) 周連在，鈦材料及其應用，冶金工業出版社，民國九十八年。