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(qiáng)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(jì)劃項(xiàng)目“碳纖維/原位生長(zhǎng)納米HA協(xié)同強(qiáng)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(xiàng)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(zhǎng)，作為一種理想的增強(qiáng)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(jī)成分，具有優(yōu)良的生物相容性及生物活性，其弱點(diǎn)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(qiáng)HA復(fù)合材料，由于CF的良好力學(xué)性能和不錯(cuò)的生物相容性，這種材料有較大的研究前景和研究?jī)r(jià)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(duì)CF的表面進(jìn)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?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）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(shí)極化曲線等表征，研究不同電流密度、沉積時(shí)間以及供電模式等工藝參數(shù)對(duì)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(duì)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(shí)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。
　　（2）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(dá)109～1012個(gè)/cm3，微孔塑料具有質(zhì)量輕、價(jià)格低、隔熱和