碳纖維表面電沉積法制備羥基磷灰石涂層及玻璃纖維增強不飽和聚酯微孔塑料的研究.pdf

1、本課題源于導(dǎo)師的陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃項目“碳纖維/原位生長納米HA協(xié)同強韌HA復(fù)合材料的研究（2014JM6233）”和“玻璃纖維/微孔不飽和聚酯復(fù)合材料的研究（2010JM6004）”，是項目的一部分研究工作，具體敘述如下：
　　碳纖維（ CF）具有無蠕變，耐疲勞，熱膨脹系數(shù)小，彈性模量高，而且具有生物惰性，在人體中可以穩(wěn)定存在，無毒性，與人體的各種組織相容性好，無排異反應(yīng)，在纖維的表面能誘發(fā)組織生長，作為一種理想的增強材

2、料，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域。羥基磷灰石（ HA）是人體天然骨組織中最主要的無機成分，具有優(yōu)良的生物相容性及生物活性，其弱點在于脆性較大。為了改善羥基磷灰石的這種脆性，本課題采用CF增強HA復(fù)合材料，由于CF的良好力學(xué)性能和不錯的生物相容性，這種材料有較大的研究前景和研究價值。而 CF與 HA陶瓷在熱膨脹系數(shù)上的存在巨大差異，為克服CF與HA陶瓷在熱膨脹系數(shù)上的巨大差異，可對CF的表面進行適當(dāng)?shù)奶幚恚估w維和基體間形成良好的界面

3、粘結(jié)。因此，此部分研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）用電化學(xué)沉積法在PAN基碳纖維（CF）表面制備了HA涂層，通過SEM（Scanning Electron Microscope）、EDS（Energy Disperse Spectroscopy）和電沉積時極化曲線等表征，研究不同電流密度、沉積時間以及供電模式等工藝參數(shù)對涂層形貌結(jié)構(gòu)的影響，探索HA的電化學(xué)沉積規(guī)律以控制HA形貌結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)：沉積電流和沉積電壓對涂層的相組成和形貌

4、結(jié)構(gòu)有較大影響，在低電流密度下，涂層主要有針狀晶粒組成；在高電流密度下，由棒狀晶粒組成，增加沉積電流和沉積時間有利于改善涂層的微觀結(jié)構(gòu)和均勻性。另外，恒電流模式下制備的涂層，晶粒尺寸更小，形貌結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，涂層與基體的結(jié)合情況也優(yōu)于恒電壓模式下制備的涂層。
　?。?）微孔塑料是指泡孔均勻且孔徑小于100μm的發(fā)泡塑料，典型的微孔塑料泡孔直徑在5～50μm之間，泡孔密度達109～1012個/cm3，微孔塑料具有質(zhì)量輕、價格低、隔熱和