针对以上问题，可以通过钛合金的表面改性从而减少磨粒产生，控制磨粒尺度及分布， 在保证钛合金原有优良性能的基础上提高其临床应用性能，从而提高人工关节的使用寿命。 1。3 等离子电解氧化

等离子电解氧化（Plasma electrolytic oxidation），又称作微弧氧化[14]（Micro arc oxidation， MAO），等离子电解氧化的过程中，在电化学、热化学以及等离子体化学的共同作用条件 下，基体金属与氧离子、电解质离子发生强烈的化学反应，经历熔融、喷发、结晶、高温相 变等过程后，在基体表面发生熔覆和烧结，最终形成陶瓷层。它实际上是在普通的阳极氧化 基础上引入高温高压，在高温高压和阳极氧化的双重作用下，生成以金属氧化物为主要成分 的陶瓷膜层。等离子电解氧化的具体发生过程较为复杂，目前能够较为系统详细地阐述其陶 瓷层产生机理的模型仍待研究，然而这并不影响这种技术在实际应用中的推广。

在等离子电解氧化工艺中，虽然微等离子弧存活时间很短，但其温度可达到数千摄氏度， 微等离子弧所形成的金属氧化物层与基体之间表现为冶金熔合的状态，它们的结合强度很高； 氧化物在经历了熔融、冷却及高温相变之后，以晶体的形式存在，因此陶瓷层结构致密性耐 磨性和韧性都较高，而且耐高温耐腐蚀，具有电绝缘性。通过控制氧化陶瓷层的制备工艺条 件，可以在一定水平上实现对陶瓷层的微观结构和特征的调控，从而可以对陶瓷层的性能进 行控制。等离子电解氧化以碱性溶液作为电解液，不添加重金属盐，处理过程中不会产生有 毒有害气体，是一种绿色环保的表面处理技术。

等离子电解氧化制备陶瓷涂层的技术适用于有色金属及其合金表面的减摩抗磨保护，该 技术生产效率高，工艺简单，成本低，且耐磨陶瓷氧化层与基底结合强度高，可用于制备较

厚涂层且涂层厚度可控，该技术受到了各国研究者的重视[15,16]。

王亚明博士为了在 Ti6A14V 合金表面获得效果良好的减摩涂层,在 Si-P-(Al 或 Mo)、 P-F-Al 及 Al-C 三种电解液体系中分别进行了钛合金的微弧氧化试验,并优选出最佳的工艺参 数[17]。在试样经过实验处理之后，他采用了 XRD、SEM、EPMA、XPS、TEM 等一系列的分 析方法对试样表面涂层的微观组织与结构进行了分析,他还在实验当中对涂层的形成机制进 行了研究,并分别在滑动与微动条件下测试了涂层的摩擦学性能。

在他的论文表述中，电解液的组成决定了涂层的组织结构,而不同涂层硬度之间的差别主 要取决于涂层相的组成，并且根据实验他初步总结了微弧氧化过程中的化学反应与组织结构 形成机制。高能放电微区会在微弧放电时形成(是一条放电通道，并且贯穿涂层),导致基底/ 涂层/电解液界面及涂层内部发生化学反应，包括:Ti 基底的氧化与溶解；有氧气会在涂层/ 电解液界面处产生、涂层发生溶解并且溅射 Ti 发生氧化、不溶凝胶层会在涂层表面发生沉积 反应;冶金反应会在涂层内反复发生。在邻近的膜基界面的内层会发生磷元素富集的现象，这

表明:微弧放电时形成贯穿于涂层的放电通道,P04    离子以放电通道“短路径”向膜基界面迁

移,而在金属/涂层邻近区域生成新涂层产物。熔融产物在通道内由于冷的电解液及基底的瞬 间冷却、凝固,沉积于内壁上。因为冷却时会有温度梯度产生,所以在通道的边缘形成了柱状 晶。

在滑动干摩擦时,未抛光的各种涂层与 GCr15 钢球对磨时摩擦系数高(0。7 左右),抛光后 摩擦系数显著降低(约 0。2),摩擦后期对偶钢球发生的氧化磨损导致摩擦系数逐渐增大。而在 微动干摩擦时,Si-P-Mo 涂层与 Ti6A14V 合金的摩擦系数同处在 0。8-1。0,没有显示微弧氧化处 理的优越性，但可以有效地避免微裂纹和严重粘连情况的发生。文献综述