磁控濺射技術(shù)制備HA-YSZ-PI生物復(fù)合材料.pdf

1、本文利用磁控濺射技術(shù)在有機(jī)基體聚酰亞胺(PI)表面成功制備了HA/YSZ復(fù)合涂層。通過(guò)合理選擇濺射工藝參數(shù)的優(yōu)化后處理工藝，制備得到了成分均勻分布、生物活性優(yōu)良的HA/YSZ生物活性復(fù)合涂層。利用X-射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線能量色散譜(EDS)、傅立葉紅外光譜(FTIR)等多種現(xiàn)代分析手段，研究了HA/YSZ復(fù)合涂層的物相組成、表面和界面微結(jié)構(gòu)以及后處理工藝對(duì)涂層物相和微結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)分析了HA/YSZ復(fù)合涂層

2、在模擬體液(SBF)條件下生物活性及其機(jī)理。 采用溶膠-凝膠法制備微納米級(jí)HA粉體以及HA/YSZ復(fù)合粉體。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示以磷酸三甲酯[(CH3O)3PO4]和硝酸鈣[Ca(NO3)2.4H2O]為原料，乙二醇為表面活性劑，采用溶膠-凝膠法，靜置過(guò)程對(duì)溶膠進(jìn)行機(jī)械攪拌和超聲振蕩，可以制備出物相較純、粒度均勻的HA粉體，粉體以短棒狀為主，顆粒長(zhǎng)度約為80nm，寬度約為20nm。 濺射靶材通過(guò)粉體熱壓燒結(jié)工藝制備而成。合理

3、控制燒結(jié)工藝，可以制備得到成分與原始粉體一致的靶材。靶材致密較高，滿足濺射用靶材的質(zhì)量要求。 對(duì)濺射和后處理涂層X(jué)RD物相檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用磁控濺射法制備的涂層HA為非晶結(jié)構(gòu)；大氣條件下對(duì)涂層200℃×2h熱處理后，可使涂層中非晶相向晶相轉(zhuǎn)化。EDS檢測(cè)涂層表面特定點(diǎn)的n(Ca)/n(P)比約為1.62，與HA的化學(xué)計(jì)量值1.67還存在一定距離。SEM表面微觀檢測(cè)結(jié)果顯示涂層厚度為6～8μm。涂層表面為粗糙多孔結(jié)構(gòu)。 SB

4、F浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)本研究制備的復(fù)合涂層能夠有效的誘導(dǎo)類骨磷灰石的形核和生長(zhǎng)。新沉積涂層都結(jié)晶度較低，同時(shí)n(Ca)/n(P)為1.59(人體骨組織的化學(xué)計(jì)量值1.67)，為缺鈣磷灰石。通過(guò)測(cè)定SBF溶液中鈣離子濃度變化發(fā)現(xiàn)熱處理復(fù)合涂層具有較高的結(jié)晶度和結(jié)構(gòu)完整性，因此浸泡SBF中降解速度較慢，而涂層中的雜質(zhì)相CaO和TCP加速了涂層的降解。同時(shí)研究表明浸泡過(guò)程新生成的磷灰石晶粒平均尺寸很小，接近于無(wú)定形相，與自然骨中磷灰石結(jié)構(gòu)相似。從而證