TC4合金表面TiO2-HA復(fù)合涂層的制備工藝與性能研究.pdf

1、在醫(yī)用鈦合金(TC4)表面制備羥基磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2，簡(jiǎn)稱HA）涂層，可以將鈦合金良好的力學(xué)性能與HA良好的生物活性結(jié)合起來(lái)，是目前人骨種植體方面的研究熱點(diǎn)之一。但是，鈦合金與HA的熱膨脹系數(shù)及力學(xué)性能相差較大，使得涂層的結(jié)合力大大降低。涂層較低的結(jié)合力導(dǎo)致植入體表面HA涂層受應(yīng)力作用容易脫落，從而減少植入體的使用壽命。為了解決這一問(wèn)題，本研究首先在鈦合金基體表面微弧氧化制備一層 TiO2涂層；然后在 TiO2涂層表

2、面采用溶膠-凝膠法制備一層 HA涂層，制備出TiO2/HA復(fù)合涂層，既保證了種植體良好的生物活性，又提高了種植體表面涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。
　　本文采用溶膠-凝膠法，通過(guò)不同工藝參數(shù)（pH值、晶化處理溫度）制備HA粉體，并進(jìn)行X射線衍射分析儀（XRD）進(jìn)行相組成分析，差熱-熱重分析系統(tǒng)（DSC-TGA）進(jìn)行熱分析，為溶膠-凝膠制備HA涂層確定了最優(yōu)工藝參數(shù)；采用微弧氧化技術(shù)在TC4基體表面制備出一層TiO2過(guò)渡層，通過(guò)掃描電子顯微

3、鏡（SEM）對(duì)TiO2涂層的微觀形貌進(jìn)行分析；溶膠-凝膠旋涂法在 TiO2過(guò)渡層表面制備出一層 HA涂層，即制備出TiO2/HA復(fù)合涂層，采用掃描電子顯微鏡（SEM）、洛氏硬度儀，通過(guò)探究溶膠濃度、旋涂層數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度對(duì)涂層形貌及結(jié)合力的影響，優(yōu)化了溶膠-凝膠旋涂法的工藝參數(shù)；對(duì)復(fù)合涂層的相組成、復(fù)合涂層截面的元素分布及結(jié)合力進(jìn)行分析；研究了TiO2/HA復(fù)合涂層在模擬體液中的行為，對(duì)其生物活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　1．瓷涂經(jīng)過(guò)微弧氧化

4、一層TiO2過(guò)渡層后，試樣表面布滿了數(shù)量眾多的微孔，形成了一層多孔陶層，有利于HA溶膠與基體的吸附結(jié)合；
　　2．溶膠的pH值為9（偏堿性）時(shí)制備的羥基磷灰石粉體的結(jié)晶度好、純度高，900℃晶化處理后晶化程度最高，為最佳晶化處理溫度；
　　3．2mol/L的Ca溶膠與1.2mol/L的P溶膠配制的HA溶膠經(jīng)1000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)涂膜2層后涂層的結(jié)合力良好，裂紋最少，可以形成大約20μm的復(fù)合涂層，得到的復(fù)合涂層沒(méi)有明顯