25、生物材料表面工程与心室辅助装置的增材制造技术

生物材料表面工程与心室辅助装置的增材制造技术

1. 等离子体电解氧化（PEO）对生物材料表面工程的影响

1.1 施加电压的影响

在等离子体电解氧化（PEO）处理中，施加电压的幅度和形式（如交流或直流、脉冲或连续波、占空比等）是重要参数。幅度决定微弧的强度，电压形式决定其持续时间。
- 直流处理 ：在直流处理时，电压持续施加到基底上，易形成高热能电弧，这可能对涂层质量有害。例如，在350V的硅酸钠溶液中对铝样品进行PEO处理，微弧强度较弱时，样品表面更光滑；而微弧强度较强时，样品表面会出现聚集且不规则的情况。
- 过高电压的影响 ：当对钛样品在550V的过高电压下进行PEO处理时，电弧会导致材料严重溅射，使涂层出现缺陷、大孔甚至裂纹。
- 电压脉冲的作用 ：使用电压脉冲，即定期中断电压，可以避免微弧转化为高功率电弧。在含有甘油磷酸钠、醋酸钙和醋酸镁的溶液中，以480V的脉冲对钛样品进行不同频率的PEO处理，通过扫描电子显微镜（SEM）可以观察到不同的表面特征。

1.2 电压频率对涂层结构和成分的影响

• 对表面特征的影响 ：频率变化对表面特征有影响，但并非呈现简单的依赖关系。例如，当频率从30Hz增加到240Hz时，平均孔径显著增加；而在300Hz处理的样品上几乎看不到孔。从300Hz开始，处理后的样品开始形成颗粒结构，在700Hz时达到最大量，之后随频率升高而减少。
• 对涂层成分的影响 ：电压频率也会影响