4.5　不锈钢镀复合镀层

本节介绍不锈钢镀镍-HAP复合镀层［20］。

（1）HAP羟基磷灰石的生物活性。羟基磷灰石是一种重要的生物活性材料，与骨骼、牙齿的无机成分极为相似，具有良好的生物相容性，埋入人体后易与新生骨结合，所以HAP已广泛应用于临床医学，作为人工骨骼、牙齿的替换材料。

（2）HAP粒子与金属镍的共沉积。HAP的脆性大，易从惰性材料上剥落而严重影响质量。白晓军等人研究将HAP粒子与金属镍共沉积在不锈钢基体上，不锈钢含有铬和较多的稳定奥氏体元素镍，耐蚀性好，具有高塑性，易加工成型，亦无毒，而且其在医疗上已有广泛应用。研究了采用有效的预处理方法，将镍-HAP复合镀层与不锈钢牢固结合起来，使之在临床医学得以应用。

（3）镍-HAP复合镀的工艺程序。预浸蚀（硫酸10％，60℃，30min）→水洗→阴极活化→水洗→预镀镍→水洗→复合镀。

①阴极活化工艺。

硫酸（98％）　　　　　　　　650mL/L　　电压　　　　　　　　　　10V

水　　　　　　　　　　　　　350mL/L　　时间　　　　　　　　　　2min

温度　　　　　　　　　　　　室温

②预镀镍工艺。

盐酸（HCl）（37％）　　　　　120mL/L　　电流密度（DK）　　　　　　16A/dm2

氯化镍（NiCl2·6H2O）　　　　240g/L　　　时间　　　　　　　　　　2min

温度　　　　　　　　　　　　室温

③复合镀液组成及工艺条件。

硫酸镍（NiSO4·7H2O）　　　　250g/L　　　HAP　　　　　　　　　　40g/L

氯化镍（NiCl2·6H2O）　　　　　35g/L　　　pH　　　　　　　　　　　2.0

硼酸　　　　　　　　　　　40g/L　　　　　温度　　　　　　　　　　（50±2）℃

十二烷基硫酸钠（C12H25SO4Na）　　　　　　电流密度（DK）　　　　　2.5A/dm2

　　　　　　　　　　0.08g/L　　　　　　　搅拌速率　　　　　　　　　一定

（4）复合镀工艺参数对镀层结合力的影响。镀液pH和温度分别对镀层硬度和厚度的影响见图4-17。硬度和厚度随pH和温度的变化均具有峰值。从实验中还可见，过高的pH时，镀层光亮不均匀。电流密度（DK）的影响是当DK过高时，镀层容易烧焦，过低，镀层不够光亮。选用一定的速率搅拌，并采用在镀槽中加挡板，使HAP粒子在镀液中均匀分散形成悬浊液，使HAP粒子在镀层中均匀分布。

（5）HAP粒子的含量对结合力及镀层性能的影响。在镀液中依次加入20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L HAP粒子，在不锈钢上镀出复合镀层，采用锉刀法测试其性能，得出当HAP含量为40g/L时的结合力最好，显微硬度为312.95。HAP含量过大，使镍与基体的结合力下降。