亞音速火焰噴涂（HA-BG）-（Ti-G）生物復(fù)合涂層的特性研究.pdf

1、在鈦合金表面采用有效的涂層制備技術(shù)形成一種較為理想的硬組織植入材料，成為近年來生物材料研究領(lǐng)域的熱點。但基體與涂層兩者的物理、化學(xué)性質(zhì)差異較大，特別是兩者熱膨脹系數(shù)與彈性模量的不匹配，導(dǎo)致陶瓷涂層可能出現(xiàn)開裂、脫落等問題。為改善上述問題，本文采用在純Ti粉中加入具備生物活性的底釉玻璃(G)的方法緩解涂層應(yīng)力，提高涂層的結(jié)合強度。工作層制備過程中引入生物活性玻璃(BG)，調(diào)控涂層的活性，制備出具有生物活性的復(fù)合涂層，并對其力學(xué)性能、組成、

2、顯微結(jié)構(gòu)、界面特性進行了系統(tǒng)深入的研究。 首先制備了羥基磷灰石(HA)、底釉玻璃(G)、生物活性玻璃(BG)粉末及其復(fù)合噴涂粉體。結(jié)果表明：噴霧干燥可直接獲得粒度細小、分布均勻的球形HA粉體，制備復(fù)合粉體可有效避免粉體團聚。熔融破碎的添加劑底釉玻璃和生物活性玻璃為非晶的玻璃態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過煅燒后，其最終產(chǎn)物主相是Ca<,5>(PO<,4>)<,3>F，Ca<,5>(PO<,4>)<,3>F是一種新型生物材料，具有良好的骨結(jié)合性能及更

3、高的穩(wěn)定性。 采用亞音速火焰噴涂方法制備了滿足結(jié)合強度要求的Ti-G系底層。涂層性能研究表明：Ti-G系底層結(jié)合強度、微觀結(jié)構(gòu)取決于復(fù)合粉體的粒度、底釉玻璃的添加量、送粉工藝及晶化處理工藝。Ti-G系底層經(jīng)700℃晶化處理后，以銳鈦型FiO<,2>為主相，金紅石型TiO<,2>為次相，同時含有少量的TiN。涂層裂紋處有晶態(tài)TiO<,2>析出，有助于愈合裂紋、阻斷有毒物質(zhì)融入生體的通路。當涂層中添加粒度≤50μm底釉玻璃時，涂層表

4、面有晶態(tài)析出物Na<,2>Ti<,6>O<,13>，使涂層具有一定生物活性。晶化處理后Ti-G系底層存在的殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，殘余壓應(yīng)力的存在對于提高涂層結(jié)合強度起到積極意義，其絕對值的大小取決于復(fù)合粉體中底釉玻璃的含量與粒度。 采用亞音速火焰噴涂方法制備了以8Ti2G為底層，HA-BG為工作層的生物活性涂層，涂層性能研究表明：復(fù)合粉體的粒度決定涂層結(jié)構(gòu)、相組成，復(fù)合粉體中添加生物活性玻璃，改善涂層結(jié)構(gòu)，抑制裂紋產(chǎn)生、擴展，提高了