选择性激光熔化制备Co28Cr6Mo生物合金的表面XPS研究及其热处理诱导元素偏析机制

来自意大利的研究人员针对增材制造(AM)骨科植入物表面性能优化难题，通过X射线光电子能谱(XPS)分析了SLM技术制备的Co28Cr6Mo合金在原始态与800℃热处理后的表面化学状态变化。发现热处理促使亚稳γ相向ε相转变，并引发Mo/Cr表面偏析形成钝化氧化层，为定制化医疗植入物的表面改性提供了重要依据。

　　

这项突破性研究揭示了增材制造钴铬钼合金的表面奥秘！通过高精度的X射线光电子能谱(XPS)技术，科研团队系统分析了选择性激光熔化(SLM)成型的Co₂₈Cr₆Mo生物合金在原始状态和800℃热处理后的表面化学行为。

有趣的是，刚打印成型的合金处于非平衡态，其亚稳γ相在热处理过程中会部分转变为ε相，同时微观结构发生粗化。更关键的是发现了钼(Mo)和铬(Cr)的"表面迁徙"现象——这些元素会自发地向表面扩散，形成保护性氧化层。其中Mo在所有样品中都表现出偏析倾向，而Cr的"表面旅行"只在热处理后被捕获到。

研究揭示了背后的热力学驱动机制：氧化物形成能降低是元素偏析的原动力。在急速冷却的增材制造过程中，原子扩散被"冻住"了；而热处理就像给原子发放"通行证"，让Mo和Cr能够长途跋涉抵达表面"安家落户"。这种自发形成的Mo-Cr氧化物盔甲，显著增强了生物植入物的表面钝化能力，为定制化医疗器件的性能优化打开了新思路。