鈦基表面TiO-,2--HA生物涂層的制備與性能研究.pdf

1、鈦及鈦合金以其優(yōu)異的生物相容性、耐腐蝕性以及力學(xué)適應(yīng)性成為最常用的生物醫(yī)用金屬材料，但它沒有生物活性。羥基磷灰石(HA)因化學(xué)成分與生物骨組織相似，能誘導(dǎo)新骨生長，具有優(yōu)異的生物活性，但HA脆性大、抗拉強(qiáng)度低，因而不能直接應(yīng)用于承載部位。為此通常通過鈦基表面改性制備Ti基體/HA涂層模式的復(fù)合材料，其制備方法成為目前研究的熱點(diǎn)。 本項(xiàng)工作采用混酸刻蝕預(yù)處理對TA3試樣進(jìn)行表面粗糙化；制備HA涂層之前在鈦基表面通過陽極氧化制備一層

2、多孔TiO2膜層，電解液成分主要是H3PO4、Na2HPO4·12H2O和HF。隨后將TiO2氧化膜上電化學(xué)沉積的CaHPO4·2H2O進(jìn)行水熱處理，制得純HA涂層。為提高涂層結(jié)合力，對涂層進(jìn)行500℃、600℃、700℃真空熱處理。在分析涂層結(jié)合強(qiáng)度時采用對比試驗(yàn)比較制備過程中各工藝對涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響。采用掃描電鏡(SEM)觀察陽極氧化生成的多孔TiO2結(jié)構(gòu)和HA涂層表面形貌、截面形貌；利用X射線衍射儀(XRD)和傅立葉變換紅外吸收

3、光譜儀(FFIR)對涂層物相組成、官能團(tuán)進(jìn)行分析；采用粘結(jié)拉伸法和劃痕儀綜合分析涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，試樣陽極氧化處理后再電化學(xué)沉積可以成功制備鈦基TiO2/HA生物涂層；中間多孔TiO2層可以有效改善涂層與基體的結(jié)合，其結(jié)合強(qiáng)度是鈦基純HA涂層的兩倍多；對涂層分別在500℃、600℃、700℃下真空熱處理燒結(jié)，結(jié)合強(qiáng)度分別提高了34.7％、39.6％和27.2％；電沉積中加入H2O2可以提高涂層致密性，改善結(jié)合