磷酸鈣鹽-Al-,2-O-,3--金屬生物復(fù)合材料體系的制備與表征.pdf

1、該文以高純Ti表面物理氣相沉積(PVD)Al膜的Al-Ti為基體材料,采用陽極氧化一水熱處理復(fù)合制備技術(shù)制備磷酸鈣鹽-Al<,2>O<,3>/Al-Ti生物復(fù)合材料體系;另外,采用先陽極氧化,再分別用NaH<,2>PO<,4>和Ca(OH)<,2>溶液浸漬處理,最后于模擬體液(SBF)中誘導(dǎo)沉積的多步法成功構(gòu)造了鈣磷陶瓷-Al<,2>O<,3>/Al復(fù)合材料體系.利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AF

2、M)、X射線電子能譜(EDAX)、X射線衍射(XRD)表征了陽極氧化前后鋁膜和鈣磷生物陶瓷涂層的微觀形貌、元素構(gòu)成以及晶相成分.研究結(jié)果表明:(1)采用物理氣相沉積法在Ti片表面制備了厚度為1~5 μm的純鋁膜.鋁膜厚度與偏轉(zhuǎn)電壓、沉積時間、Al靶電流以及基底材料的導(dǎo)電性能等PVD處理參數(shù)相關(guān);其中,沉積時間和Al靶電流對鋁膜厚度的影響最為明顯;鋁膜表面粗糙度則受制于Ti片拋光程度以及鋁膜厚度.(2)采用陽極氧化及水熱處理復(fù)合技術(shù),成功

3、研制出了具有納米、纖維管狀結(jié)構(gòu)特征的塊狀磷酸鈣鹽-A1<,2>O<,3>/Al-Ti生物復(fù)合材料新體系.將Al-Ti基底在以乙酸鈣和β-甘油磷酸鈉為主要組分的電解質(zhì)中陽極氧化,合成了含有Ca、P元素的多孔氧化鋁膜,膜孔大小介于10~50nm之間,呈疏散排布;氧化程度較高的多孔氧化鋁膜宜在30~60V電壓下制備.上述陽極氧化膜經(jīng)水熱處理,得到了內(nèi)部致密、外部疏松,由長150~250nm,寬100nm的酸性磷酸鈣和三斜磷酸鈣塊狀晶體構(gòu)成的生

4、物陶瓷涂層.(3)提高電解質(zhì)中鈣源與磷源濃度,制成了含有更多Ca、P元素,針孔孔徑在30~80nm間的多孔氧化鋁膜.將此陽極氧化鋁膜在稀磷酸水溶液(1:800)中212℃,2.0MPa條件水熱處理8h,構(gòu)造了由直徑為7~30nm、長度為200~650nm并相互交連成網(wǎng)狀的磷酸鈣鹽(水合CaHPO<,4>(brushite)與CaHPO<,4>(monetite))針狀晶體構(gòu)成的陶瓷涂層,該鈣磷涂層具有一定的仿生結(jié)構(gòu)特征.(4)Al片在磷