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专利摘要

本发明公开了一种表面具有分割式异质结复合薄膜的钛合金及其制备方法，该钛合金为通过在其表面织构的凹坑内电泳沉积携带正电荷的球形氮化硼，并经自组装在球形氮化硼的表面结合MXene或氧化石墨烯获得的。本发明基于在摩擦界面构筑球形氮化硼/MXene或氧化石墨烯异质结，实现滚动效应和非公度接触以降低摩擦，同时钛合金表面刻蚀点阵利于储存生理盐水、组织液等腐蚀性液体，不断为摩擦界面补偿液体以增强润滑性和寿命。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202310891530.9
申请日期:
2023-07-20
专利申请人:
分类号:
C25D13/20 ; C25D13/12 ; C25D13/02
发明/设计人:
白常宁，张俊彦，俞凯还，强力，张兴凯
权利要求: 1.一种表面具有分割式异质结复合薄膜的钛合金，其特征在于，该钛合金为通过在其表面织构的凹坑内电泳沉积携带正电荷的球形氮化硼，并经自组装在球形氮化硼的表面结合MXene或氧化石墨烯获得的。2.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，携带正电荷的球形氮化硼是经以下方法获得的：将球形氮化硼与壳聚糖在水-乙醇溶液中经超声；其中，所述球形氮化硼与壳聚糖的质量比为2：3；所述壳聚糖的分子量为60kDa。3.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，所述球形氮化硼是经以下方法获得的：将氮化硼粉末、表面活性剂、碳水化合物与水的悬浮液经单层剥离、冷冻干燥，获得单层氮化硼粉体；将单层氮化硼粉体、粘结剂和水的混合液，调整pH至10.5以上，进行喷雾干燥获得粉体，得到的粉体经过400℃高温煅烧得到球形氮化硼。4.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，所述氮化硼粉末、表面活性剂、碳水化合物与水的质量比为100：0.25：5：80；所述单层氮化硼粉体、粘结剂和水的质量比为3：1：10；所述表面活性剂选用十二烷基磺酸钠；所述碳水化合物选用蔗糖；所述粘结剂选用磷酸二氢铝。5.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，所述钛合金表面经点阵刻蚀在其表面形成凹坑；所述钛合金选用Ti-6Al-4V。6.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，携带正电荷的球形氮化硼经电泳沉积在钛合金表面织构的凹坑内；其中，携带正电荷的球形氮化硼的浓度为1mg/mL；沉积电压为30V，沉积时间为30秒。7.根据权利要求1所述的钛合金，其特征在于，所述MXene或氧化石墨烯的水溶液的浓度为0.3～0.5mg/mL；自组装时间为30～60秒。8.如权利要求1-7中任意一项所述的钛合金的制备方法，其特征在于，该方法包含：(1)球形氮化硼的制备将氮化硼粉末、表面活性剂、碳水化合物与水的悬浮液A进行单层剥离，冷冻干燥，获得单层氮化硼粉体；将单层氮化硼粉体、粘结剂和水混合，调整pH至10.5以上，进行喷雾干燥获得粉体，得到的粉体经过400℃高温煅烧得到球形氮化硼；(2)球形氮化硼正电荷供给将球形氮化硼与水的悬浊液离心，上清液为粒径均匀统一的球形氮化硼；将得到的上清液冷冻干燥，得到均匀粒径的球形氮化硼；在均匀粒径的球形氮化硼、水和乙醇的悬浊液中加入壳聚糖粉末，超声，促进球形氮化硼表面正电荷供给；(3)钛合金表面球形氮化硼/MXene复合薄膜的制备将钛合金与带有孔的塑料掩膜进行组合固定，进行点阵刻蚀，刻蚀深度为15～20微米；将刻蚀完成的钛合金放入携带正电荷球形氮化硼乙醇水溶液中的阴极进行电泳沉积；将沉积后的钛合金放入MXene或氧化石墨烯水溶液中进行自组装，待结束后去除掩膜，获得表面具有分割式异质结复合薄膜的钛合金。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述离心的旋转速度为3000转每分钟；所述超声的功率为400W。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述点阵刻蚀采用2000W激光器；所述沉积电压为30V，沉积时间为30秒。