太原理工大学以ＴＣ４合金为基体材料，小无缝钢管通过等离子表面合金化技术，对钛合金表面进行渗铜、镍改性处理，成功地在其表面制备了抗菌铜镍改性层。铜镍合金化处理在太原理工大学自制的等离子渗金属炉中进行。工艺参数：工件电压‐４００～‐６００Ｖ，源极电压‐６００～‐８００Ｖ，极间距１５～１８ｍｍ，保温温度８５０℃，保温时间３ｈ。源极材料为Ｎｉ６０Ｃｕ４０合 金 板。工作气体为氩气。

检测表明，经过合金化处理后，ＴＣ４合金表面形成一层均匀致密的改性层，改性层由白亮层和扩散层组成。改性层厚度大约为７.５μｍ，其表面镍含量为４０％左右，铜含量为８％左右（质量分数），并沿深度方向呈梯度下降，不存在成分的突变。可见，改性层与基体为冶金结合，因此不会发生剥落等问题。改性层中镍、铜含量差别较大，这与溅射有关。在等离子双辉渗金属过程中，源极与试样同时作为阴极产生辉光放电，因此在合金化过程中，源极与试样都会不可避免地发生溅射。由于试验采用的源极与试样均为非纯金属，因而存在元素的择优溅射。在溅射初期，靶材受高能Ａｒ＋离子轰击，由于铜元素的溅射产额明显高于镍元素的溅射产额，使得大量铜元素被优先溅射，镍元素的溅射数量偏少，随着溅射过程的持续进行，靶材表面含铜量急剧减少，镍元素含量增高；同时所选靶材本身含镍量比含铜量高，导致在随后的过程中，镍成为供给合金表面合金化的主要元素。此外，在渗金属过程中，ＴＣ４合金在高能Ａｒ＋离子和源极离子的双重轰击下，表面再次发生溅射，铜被再次择优溅射，造成成分再分布。最终导致合金化后ＴＣ４合金表面铜含量低，镍含量相对较高。离子的轰击不仅去除了合金表面钝化膜，并且在随后的过程中，引发联极碰撞，使合金表层产生大量晶体缺陷，形成一个高密度缺陷区。同时，由源极提供的预渗金属，保证了合金表面等离子气氛充足。这些条件确保了镍、铜合金层的形成。