水熱電泳沉積法制備碳-碳復(fù)合材料表面羥基磷灰石-殼聚糖生物復(fù)合涂層的研究.pdf

1、羥基磷灰石(Hap)是自然骨中主要的無機成分,殼聚糖(CS)是弱堿性多糖,二者都具有優(yōu)異的生物相容性和生物活性,可被用作生物醫(yī)用材料。碳/碳(C/C)復(fù)合材料是國際新材料研究領(lǐng)域重點發(fā)展的一種新型結(jié)構(gòu)材料,具有優(yōu)異的綜合性能,在骨修復(fù)及骨替換惰性材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。為了充分發(fā)揮C/C復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能,使其又具有誘導(dǎo)成骨細胞生長的能力,可在C/C復(fù)合材料表面制備具有生物活性的Hap涂層。本論文綜述了C/C復(fù)合材料表面生物活性

2、改性研究的進展,系統(tǒng)研究了采用水熱電泳沉積法在C/C復(fù)合材料表面制備Hap/CS生物復(fù)合涂層,主要內(nèi)容如下。
　　 由于水熱環(huán)境具有能在溶液中產(chǎn)生高溫、高壓的特性,提出了一種在C/C復(fù)合材料表面制備Hap/CS生物復(fù)合涂層的新工藝-水熱電泳沉積法。采用水熱電泳沉積法在C/C復(fù)合材料表面制備了Hap/CS復(fù)合涂層,重點研究了水熱溫度、沉積時間、沉積電壓、電流密度和懸浮液組分對Hap/CS復(fù)合涂層組成、形貌、沉積量及性能的影響規(guī)律。

3、采用X-射線衍射儀(XRD)、紅外光譜分析儀(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)等分析方法對Hap/CS復(fù)合涂層的組成、形貌進行表征;采用萬分之一天平對Hap/CS復(fù)合涂層的沉積量進行表征;采用拉伸法測定Hap/CS復(fù)合涂層的結(jié)合強度。
　　 研究結(jié)果表明,采用水熱電泳沉積法在C/C復(fù)合材料表面制備的Hap/CS復(fù)合涂層致密、均勻,結(jié)晶程度較高,涂層由Hap和CS兩相組成。水熱環(huán)境有利于物質(zhì)的傳輸和滲透作用,在水熱溫度為80-

4、120℃范圍內(nèi),隨著水熱溫度的升高和沉積時間的延長,Hap/CS復(fù)合涂層的結(jié)晶性能變好,表現(xiàn)出沿(211)、(112)和(300)晶面取向生長的特征,涂層的致密性和均勻性有了明顯的提高,同時,復(fù)合涂層與C/C基體的結(jié)合強度增大。在相同的水熱溫度下,隨著沉積時間的延長,復(fù)合涂層的沉積量呈現(xiàn)線性增加的趨勢。
　　 沉積電壓和電流密度對Hap/CS復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)和性能影響的研究結(jié)果表明:隨著沉積電壓和電流密度的增大,復(fù)合涂層的結(jié)晶性能明

5、顯改善,表現(xiàn)出沿(211)和(112)晶面取向生長的特征,涂層的致密性和均勻性有了明顯的提高,且復(fù)合涂層與C/C基體的結(jié)合強度增加。隨著沉積電壓的升高,復(fù)合涂層的沉積量增加;隨著電流密度的增大,復(fù)合涂層的沉積速率呈線性增加。
　　 懸浮液中Hap粉體含量和CS濃度對復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)和性能影響的研究結(jié)果表明:隨著懸浮液中Hap粉體含量的增加,復(fù)合涂層的結(jié)晶性能明顯變好,并表現(xiàn)出沿(211)和(112)晶面取向生長的特征,涂層變得更加致