激光制備鈦合金微孔模板及組裝納米羥基磷灰石的研究.pdf

1、鈦合金基體與羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HA)涂層間界面結(jié)合強(qiáng)度不高及熱膨脹系數(shù)不匹配，易導(dǎo)致 HA生物涂層剝落及開裂，限制了其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。因此，解決涂層易剝落及開裂的問(wèn)題十分重要。
　　本文采用激光打孔制備鈦合金模板，利用電泳沉積及微波合成技術(shù)對(duì)模板進(jìn)行組裝納米HA及HA/Al2O3生物材料，成功將生物材料種植入激光微孔化鈦合金模板上。通過(guò)三維掃描儀、掃描電子顯微鏡(SEM)研究了三種不同波長(zhǎng)的激光與Ti6A

2、l4V相互作用規(guī)律；通過(guò)SEM、X射線衍射儀(XRD)系統(tǒng)研究了納米HA及HA/Al電泳沉積規(guī)律，微波合成溫度、保溫時(shí)間及Al含量對(duì)晶粒尺寸影響；通過(guò)模擬體液(SBF)浸泡實(shí)驗(yàn)，研究了激光微孔化鈦合金模板組裝生物材料后的生物性能。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：激光波長(zhǎng)減小，激光與鈦合金的損傷閾值能量密度降低，波長(zhǎng)1064 nm、532 nm、532nm激光與鈦合金的損傷閾值能量密度依次為2.12 J/cm2、1.09 J/cm2、0.53

3、J/cm2；激光平均功率的增加，微孔直徑增大，深度加深；激光作用時(shí)間延長(zhǎng)，微孔直徑變化不大，而深度明顯增加；懸浮液中Al粉體含量的增加，沉積速率提高；沉積時(shí)間增加，涂層厚度線性增加，沉積速率有所降低；微波合成溫度升高，HA/Al2O3的晶粒尺寸增長(zhǎng)；保溫時(shí)間延長(zhǎng)，HA/Al2O3的晶粒尺寸增長(zhǎng)，優(yōu)化的微波合成參數(shù)為950 ℃保溫45 min；懸浮液中Al含量增加，能有效避免較厚的涂層上網(wǎng)狀裂紋的出現(xiàn)，微波合成后HA/Al2O3致密化程度