高速火焰喷涂 表面功能合金化 发动机喷气口 组织粗大和热应力

微弧/阳极氧化 增大比表面积 表面氧化着色 膜薄且工艺复杂

物化气相沉积 物化沉积薄膜 表面功能性薄膜 膜层薄且效率低

机械合金化 表面合金化 表面梯度涂层 界面结合力弱

表面搅拌摩擦焊 组织与性能改善 焊接与涂覆镀层 难加工高熔点合金

1。2。1 物理改性

用于医疗用途的钛及钛合金的表面改性采用了等离子喷涂、脉冲激光熔覆、喷砂 和离子溅射法和其他的钛及钛合金的表面改性技术。这些类型的物理方法存在共同缺 陷：（1）形成的耦合羟基磷灰石层与基体之间基本上完整的物理耦合，形成的耦合 强度低，在力的作用下衬底的稳定性较弱；（2）对于形状复杂的矩阵，因为绝大多 数喷涂是直线雾化喷涂，就会造成如喷涂层厚度不均匀这样的问题[11]。其中目前最广 泛研究的制备 HA 涂层的方法之一是等离子喷涂方法，但它也有一个类似的缺陷，诸 如以物理结合为主，具有结合力不够的缺点，结合生产成本较高的问题，不能用于复 杂形貌的涂层[12]。而且这些方法制备的组合涂层与生物骨中的无机质的成分和结构都 有较大的不同，不能确定植入体内对身体的长期影响效果。

激光熔覆技术是通过预置粉末或粉末馈送，与基材覆盖表面形成层的冶金结合面 同步使用高能量的激光熔覆层[13]。其显著优点是高的沉积速率、小的热影响区、急冷 却速率、小基材的变形和低稀释率等。研究人员已经认识到在钛合金表面制备耐磨涂 层，可以通过激光熔覆技术改善其表面耐磨性。激光熔池对流在激光熔覆过程中，涂 料组合物在凝固过程和固化过程中由于时间把控不同，会影响其镀层的均匀性。关于 激光熔覆得到的涂层质量主要取决于技术因素和材料因素[14]。在涂层性能测定中，工 艺因素中的工艺参数对涂层性能如光斑直径（D）、激光功率（P） 的影响是非常大 的，以及激光扫描速度（V）构成的比能量（ES）也因此受到影响。来;自]优Y尔E论L文W网www.chuibin.com +QQ752018766-

因为激光的能量密度过小，难以与基体实现冶金结合或难以完全熔化涂层材料； 相反的当激光比能量过大时，则容易造成各种缺陷，如过渡渗透太深，不适合工业应 用，稀释率较大，涂料质量下降，及组织粗大等缺点，进而使硬度下降，也有的基材 表面涂层质量下降的原因就是由于材料的汽化 [15]。而材料因素也会影响涂层的质量， 材料选取不当也影响涂层质量，主要是孔隙及裂纹等缺陷会在涂层表面产生并增多。 因此在选择涂层材质时，要考虑到涂层与基体之间的热膨胀系数应满足同一性原则， 两种材料的热膨胀系数在一定范围内，如下公式所示：

δ1 是涂层的抗拉强度，α2 是基体材料的抗拉强度；E 为涂层弹性模量，E’为基体 材料的弹性模量；△α 表示其热膨胀系数之差；γ 为涂层泊松比；△T 为温差[16]。