K2Ti6O13生物陶瓷涂層的制備及性能研究.pdf

1、六鈦酸鉀(K2Ti6O13)陶瓷具有良好的生物活性和生物相容性，已成為新一代高結合強度的表面改性生物涂層材料，研究其不同的制備工藝和相應的性能對其生物醫(yī)用領域的具有重要的意義。本論文通過電化學方法和水熱合成法在鈦基體上沉積六鈦酸鉀生物陶瓷涂層，以獲得具有良好生物活性和較高耐腐蝕性能的生物活性涂層。首先通過陽極氧化在Ti基體表面制備了TiO2氧化膜，并確定了最佳處理工藝;然后分別采用電化學方法和水熱法處理陽極氧化后的基體，分別得到K2Ti

2、6O13/TiO2涂層和鈦酸鹽納米結構涂層;采用SEM、TEM、Raman光譜、XRD、電化學檢測和模擬體液浸泡對涂層的表面形貌、相組成、耐腐蝕性能以及涂層的生物活性進行了觀察、分析與評估。
　　結果表明，鈦基體經0.5mol/l的H2SO4溶液陽極氧化時，隨氧化電壓從10V增大到30V，處理時間從10min增加到60min，氧化膜由平整表面向粒狀突起轉變，電壓過大或時間過長時，突起表面裂開;綜合分析氧化膜形貌和電化學耐腐蝕性能，

3、最優(yōu)制備條件是20V電壓處理30min。陽極氧化后的試樣在3mol/l的KOH溶液中經不同電流密度恒流處理30min，制得的K2Ti6O13/TiO2涂層呈現(xiàn)網狀多孔結構，與傳統(tǒng)化學原位浸泡法制備的涂層對比樣相比較，可以更有效地提高鈦基體的耐腐蝕性能。隨制備電流密度的增加，涂層形貌變化不大，但電流密度大于20mA/cm2時，涂層發(fā)生脫落，制備電流應控制在10mA/cm2以下。試樣經模擬體液浸泡后，涂層表面有新的磷灰石層沉積，具有比對比試

4、樣更好的生物活性。
　　另外，還采用水熱法對陽極氧化前后的試樣進行了10mol/l的KOH堿液水熱處理24h，分別得到由K2Ti6O13和H2Ti2O5·H2O組成的尺寸不均的納米片和均勻細長的鈦酸鹽納米線組成的涂層。制備的鈦酸鹽納米線涂層使Ti基體具有更長的鈍化區(qū)，更低的腐蝕電流和更大的阻抗值，極大改善了Ti基體的耐腐蝕性能。涂層經模擬體液培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)涂層表面有磷灰石層沉積，具有較好的生物活性。陽極氧化過程不僅能加快納米線的形成