純鈦表面高潤(rùn)濕性結(jié)構(gòu)TiO2膜層的制備與表征.pdf

1、采用微弧氧化技術(shù)在純鈦表面制備了高浸潤(rùn)性的大腦皮層狀氧化膜。通過改變微弧氧化時(shí)間、電解液濃度、頻率和占空比來(lái)研究膜層的變化規(guī)律與原因。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀分析分析了氧化膜的形貌、膜層厚度和相組成;利用接觸角測(cè)試儀對(duì)比表征了新型膜層與傳統(tǒng)火山狀膜層的浸潤(rùn)性;利用自制吸水試驗(yàn)裝置對(duì)比表征了新型膜層與傳統(tǒng)火山結(jié)構(gòu)膜層的吸水性;通過表面種植MG-63成骨細(xì)胞對(duì)比表征了新型膜層與傳統(tǒng)火山結(jié)構(gòu)膜層的生物相容性。
　　通過改變微弧氧

2、化時(shí)間研究膜層的變化規(guī)律與四硼酸鈉作用機(jī)理。結(jié)果表明，氧化膜的生長(zhǎng)分三個(gè)階段:密集的氧化孔階段，蠕蟲狀深槽的產(chǎn)生和長(zhǎng)大階段，深槽相互合并階段。膜層厚度在整個(gè)微弧氧化中成拋物線變化，并且膜層下面有與表面的深槽相連的孔洞。四硼酸鈉通過在微弧氧化過程中不斷的水解釋放氫氧根離子，再通過氫氧根離子電解出充足的氧氣，密集的氧氣泡參與放電，最終使放電電弧密集化。實(shí)驗(yàn)組的潤(rùn)濕性和吸水性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)火山狀結(jié)構(gòu)的對(duì)照組。MG-63成骨細(xì)胞能在深槽內(nèi)生長(zhǎng)并繼續(xù)

3、鋪展，生物相容性優(yōu)于對(duì)照組。
　　通過改變電解液濃度研究膜層的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著電解液濃度的增加，大腦皮層狀形貌由不明顯到逐漸出現(xiàn)再到因持續(xù)放電而消失變成蜂窩形貌;氧化膜的厚度成拋物線變化，蠕蟲狀的墻逐漸變得疏松;氧化膜為金紅石型TiO2，氧化膜表面的吸水能力逐漸增強(qiáng);電解液濃度≥0.1 mol/L時(shí)，接觸在角1 min內(nèi)變?yōu)?°。
　　通過改變頻率研究膜層的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著頻率的增加，大腦皮層狀形貌開始很明顯

4、;后因蠕蟲狀的墻逐漸被電弧擊穿，變成疏松多孔的蜂窩狀。氧化膜的厚度隨著頻率的增加變化不明顯，保持在15μm左右。氧化膜為金紅石型TiO2。氧化膜表面的吸水能力逐漸增強(qiáng);頻率≥500 Hz時(shí)，接觸角在1 min內(nèi)變?yōu)?°。
　　通過改變占空比研究膜層的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著占空比的增加，蠕蟲狀槽形孔由不均勻分布到均勻分布，大腦皮層形貌逐漸清晰;占空比達(dá)到25％后，表面變?yōu)轭愃朴诜涓C的疏松多孔形貌;氧化膜的厚度成拋物線變化。氧化膜為