4.5　不銹鋼鍍復合鍍層

本節介紹不銹鋼鍍鎳-HAP復合鍍層［20］。

（1）HAP羥基磷灰石的生物活性。羥基磷灰石是一種重要的生物活性材料，與骨骼、牙齒的無機成分極為相似，具有良好的生物相容性，埋入人體后易與新生骨結合，所以HAP已廣泛應用于臨床醫學，作為人工骨骼、牙齒的替換材料。

（2）HAP粒子與金屬鎳的共沉積。HAP的脆性大，易從惰性材料上剝落而嚴重影響質量。白曉軍等人研究將HAP粒子與金屬鎳共沉積在不銹鋼基體上，不銹鋼含有鉻和較多的穩定奧氏體元素鎳，耐蝕性好，具有高塑性，易加工成型，亦無毒，而且其在醫療上已有廣泛應用。研究了采用有效的預處理方法，將鎳-HAP復合鍍層與不銹鋼牢固結合起來，使之在臨床醫學得以應用。

（3）鎳-HAP復合鍍的工藝程序。預浸蝕（硫酸10％，60℃，30min）→水洗→陰極活化→水洗→預鍍鎳→水洗→復合鍍。

①陰極活化工藝。

硫酸（98％）　　　　　　　　650mL/L　　電壓　　　　　　　　　　10V

水　　　　　　　　　　　　　350mL/L　　時間　　　　　　　　　　2min

溫度　　　　　　　　　　　　室溫

②預鍍鎳工藝。

鹽酸（HCl）（37％）　　　　　120mL/L　　電流密度（DK）　　　　　　16A/dm2

氯化鎳（NiCl2·6H2O）　　　　240g/L　　　時間　　　　　　　　　　2min

溫度　　　　　　　　　　　　室溫

③復合鍍液組成及工藝條件。

硫酸鎳（NiSO4·7H2O）　　　　250g/L　　　HAP　　　　　　　　　　40g/L

氯化鎳（NiCl2·6H2O）　　　　　35g/L　　　pH　　　　　　　　　　　2.0

硼酸　　　　　　　　　　　40g/L　　　　　溫度　　　　　　　　　?。?0±2）℃

十二烷基硫酸鈉（C12H25SO4Na）　　　　　　電流密度（DK）　　　　　2.5A/dm2

　　　　　　　　　　0.08g/L　　　　　　　攪拌速率　　　　　　　　　一定

（4）復合鍍工藝參數對鍍層結合力的影響。鍍液pH和溫度分別對鍍層硬度和厚度的影響見圖4-17。硬度和厚度隨pH和溫度的變化均具有峰值。從實驗中還可見，過高的pH時，鍍層光亮不均勻。電流密度（DK）的影響是當DK過高時，鍍層容易燒焦，過低，鍍層不夠光亮。選用一定的速率攪拌，并采用在鍍槽中加擋板，使HAP粒子在鍍液中均勻分散形成懸濁液，使HAP粒子在鍍層中均勻分布。

（5）HAP粒子的含量對結合力及鍍層性能的影響。在鍍液中依次加入20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L HAP粒子，在不銹鋼上鍍出復合鍍層，采用銼刀法測試其性能，得出當HAP含量為40g/L時的結合力最好，顯微硬度為312.95。HAP含量過大，使鎳與基體的結合力下降。