復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的制備與性能研究

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1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的制備與性能研究摘要納米氧化鈦因其自身的優(yōu)良性質(zhì)被廣泛用于光催化、光電轉(zhuǎn)換、傳感器等領(lǐng)域。通過(guò)陽(yáng)極氧化可以在鈦或鈦合金表面形成氧化鈦基復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。本文首先系統(tǒng)研究了陽(yáng)極氧化電壓與合金元素對(duì)復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的表面形貌與成分的影響,然后對(duì)各種復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了深入地分析,最后探索了Ti-Al-V-O納米結(jié)構(gòu)的體外生物活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著陽(yáng)極氧化電壓的升高,制備的納米管管徑變大、管長(zhǎng)變長(zhǎng);合金元素有利于低電壓下形成復(fù)合氧化物納米管。對(duì)于Ti6Al4V合金氧化體系的

2、研究表明:Al元素有維持納米管生長(zhǎng)的作用;V元素溶解性較高所以不能維持納米管的生長(zhǎng)。通過(guò)對(duì)Ti35NbxZr合金氧化體系的研究發(fā)現(xiàn):Zr含量越高的合金陽(yáng)極氧化后得到的Ti-Nb-Zr-O納米管管徑越小、管長(zhǎng)越長(zhǎng)。比較從純鈦和鈦合金制備的各種復(fù)合納米管熱穩(wěn)定性后發(fā)現(xiàn):純鈦制備的Ti-O納米管耐熱溫度為650oC;Ti-Al-V-O納米管耐熱溫度為675oC,而Ti-Al-V-O納米孔的耐熱溫度低于Ti-Al-V-O納米管。Ti35NbxZr合金氧化制備的Ti-Nb-Zr-O納米管熱穩(wěn)定性相比起來(lái)較好,可以在高溫750oC時(shí)仍然維

3、持其管狀納米結(jié)構(gòu)。研究表明450oC晶化處理的Ti-Al-V-O第I頁(yè)上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要納米結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出良好的體外生物活性。關(guān)鍵詞:氧化物,納米結(jié)構(gòu),陽(yáng)極氧化,熱穩(wěn)定性第II頁(yè)上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTFABRICATIONANDPROPERTIESOFCOMPOSITEOXIDENANOSTRUCTURESABSTRACTDuetotheirnovelpropertiestitaniananomaterialshavebeenwidelyusedinphotocatalitic,photoelectro

4、nicconversionandsensorfields.ThroughanodizationalayerofTiOx-basedcompositenanostructurescouldgrowonthesurfaceofTiandTialloys.Inthiswork,theeffectofanodizationvoltageandalloyingelementsonthemorphologyandcompositionofthecompositenanostructureswasinvestigatedsystematic

5、ally.ThermalstabilityofthecompositenanostructuresandinvitrobioactivityofTi-Al-V-Onanostructureswerealsoinvestigated.Withincreaseoftheanodizationvoltage,thediameterandthelengthofnanotubesbecomebiggerandlonger,respectively.Alloyingelementspromotetheformationofcomposit

6、enanotubesatlowanodizationvoltage.FortheanodizationofTi6Al4Valloy,itwasfoundthatAlelementcouldkeeptheformationofnanotubesandVelementcouldnotkeeptheformationofnanotubesduetoitshighdissolutionrate.InvestigationontheanodizationofTi35NbxZralloysrevealedthat,withincrease

7、toftheZrcontentintheoriginalTi35NbxZralloys,thediameterandlengthoftheas-grownTi-Nb-Zr-Onanotubesbecamesmallerandlonger,respectively.AcomparisonofallthecompositenanostructuresfabricatedfromTianditsalloyindicatethatTi-OnanotubesfabricatedfromTicouldwithstandatemperatu

8、reof650oC.第III頁(yè)上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTTi-Al-V-Onanotubescouldwithstand675oC,whileTi-Al-V-OnanoporescouldwithstandalowertemperaturethanthatofT

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