鈦合金微弧氧化陶瓷層的制備及羥基磷灰石的沉積與轉化.pdf

1、在生物醫(yī)用種植材料研究領域,以鈦及鈦合金為基的表面活性陶瓷涂層復合材料正在引起廣泛關注,而羥基磷灰石因具有較好的生物特性適宜于用做表面涂層,此金屬基陶瓷涂層復合材料既能利用基體金屬良好的力學性能,又可以發(fā)揮羥基磷灰石優(yōu)良的生物活性和生物相容性。本課題以在TC4鈦合金表面獲得與基體良好結合,并且富含羥基磷灰石的涂層為目的,利用微弧氧化、電泳沉積技術并通過鈣磷元素的堿轉化,在鈦合金表面制備了生物活性陶瓷涂層,利用現(xiàn)代分析方法研究了工藝條件對

2、陶瓷層表面形貌、化學組成、相結構的影響。采用適當?shù)碾x子型電解液體系組成以及與之相匹配的微弧氧化工藝,可以在鈦合金表面制備富含鈣磷元素的陶瓷層。電解液的適宜配方為:乙酸鈣0.36mol/L、甘油磷酸鈉0.16mol/L;與之配套的工藝參數(shù)為:正向電壓400V、負向電壓80V、脈沖頻率800Hz、處理時間15min。在此工藝條件下,制備的陶瓷層具有多孔的表面結構,鈣磷元素的含量較高,且鈣磷比適宜。在導電溶液中添加羥基磷灰石微粒,利用直流脈沖

3、電源可以在微弧氧化陶瓷層上沉積羥基磷灰石。研究表明在正向電壓250V、頻率200Hz、沉積時間40min,羥基磷灰石加入量2g/L時,獲得的羥基磷灰石沉積量最大。利用NaOH堿處理方法可以實現(xiàn)微弧氧化陶瓷層和微弧氧化/電泳沉積復合涂層中的鈣磷元素的羥基磷灰石轉化,其中處理時間、堿液溫度、堿液濃度是影響轉化的主要因素。兩種涂層適宜的堿處理工藝分別為:處理時間2天、處理溫度70℃、堿液濃度0.20mol/L;處理時間6天、處理溫度70℃、堿