鈦表面鈣磷生物活性涂層的制備方法及機(jī)理探討.pdf

1、鈦因其密度小、比強(qiáng)度高、極好的生物相容性和耐腐蝕性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于硬組織(如骨、關(guān)節(jié)、牙等)的修復(fù)和替換材料，并成為首選的金屬醫(yī)用材料；但其存在生物活性差、與骨結(jié)合時(shí)間長(zhǎng)、在生理環(huán)境中向肌體游離金屬離子等問(wèn)題，限制了它在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。 微弧氧化法是一種新技術(shù)。它采用較高的能量密度，通過(guò)等離子體化學(xué)、電化學(xué)和熱化學(xué)的共同作用，在Al、Mg、Ti等閥金屬表面原位形成陶瓷膜層。具有工藝簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)污染、處理工件能力強(qiáng)等特點(diǎn)。微弧

2、氧化處理后的樣品再經(jīng)過(guò)水熱處理后，能將微弧氧化膜層中的磷酸鈣相轉(zhuǎn)化為硬組織的主要無(wú)機(jī)成分－羥基磷灰石(HA)。 本文采用微弧氧化法和水熱法在鈦基上制備了含羥基磷灰石的鈣、磷生物活性涂層。結(jié)合文獻(xiàn)，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，確定了電解液選取及配方。主要摸索了電壓、處理時(shí)間、頻率、占空比等工藝參數(shù)對(duì)改性結(jié)果的影響，最終選取了工作參數(shù)。并評(píng)定了膜層的結(jié)合強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性能。通過(guò)X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM

3、)等手段，研究了微弧氧化膜層相結(jié)構(gòu)以及水熱處理前后膜層的性能變化。探討了微弧氧化過(guò)程電解液中鈣、磷成分摻雜進(jìn)入陶瓷層的機(jī)理。研究表明： 經(jīng)微弧氧化處理后，膜層的硬度有所提高。膜層主要由金紅石型TiO2、銳鈦礦型TiO2和少量非晶相組成，同時(shí)有磷酸鈣(Ca3(PO4)2)和焦磷酸鈣(Ca2P2O7)生成。 負(fù)向脈沖的加入，可能抑制了金紅石相TiO2的生成。而負(fù)向脈沖對(duì)膜層鈣、磷含量的影響尚不能確定。 XPS及SEM