鈦合金表面寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層及其性能研究.pdf

1、本工作采用寬帶激光熔覆技術(shù)在鈦合金(Ti-6Al-4V)表面制備了梯度生物陶瓷復(fù)合涂層，并對(duì)梯度生物陶瓷復(fù)合涂層的組織和性能進(jìn)行了研究。　　借助SEM、XRD、EDS等分析手段，研究了梯度生物陶瓷復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，涂層分為基材、合金化層、生物陶瓷層三個(gè)層次，各層之間結(jié)合界面良好。鈣和氧元素主要分布在生物陶瓷涂層中；鈦元素主要分布在基材和合金化層內(nèi)；磷元素分布在合金層與陶瓷層中。合金層中基底組織上分布著白色共晶組織和白色顆粒

2、，基底組織為T(mén)i(Al，P，F(xiàn)e，V)，白色的共晶組織為Fe2Ti4O+AlV3，白色顆粒狀組織為Al3V0.333Ti0.666。生物陶瓷涂層中基底組織為CaO+CaTiO3+HA，灰色顆粒相為α-TCP和β-TCP,白色顆粒相為T(mén)iO。生物陶瓷涂層表面形成的類(lèi)珊瑚礁、蜂窩狀及短桿堆積結(jié)構(gòu)，將會(huì)增加生物陶瓷涂層與骨組織的生物活性。　　力學(xué)性能研究表明，Y2O3含量為0.6wt.％時(shí)，生物陶瓷層和合金化層的顯微硬度值均達(dá)到最大，分別為

3、1062HV0.1和1405HV0.1。生物陶瓷復(fù)合涂層試樣平均拉伸強(qiáng)度為767.83MPa，平均彎曲強(qiáng)度值為1671.65MPa，涂層彈性模量平均值為13.98GPa，與人體致密骨的彈性模量接近。添加Y2O3的梯度生物陶瓷涂層的斷裂韌性值在3.89～6.46MPa·m1/2之間，表明具有良好的強(qiáng)韌性配合。梯度生物陶瓷復(fù)合涂層的耐磨性能較好?！　〖毙远拘詫?shí)驗(yàn)表明，寬帶激光熔覆的生物陶瓷復(fù)合涂層對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠無(wú)明顯的急性毒性反應(yīng)。狗股骨埋植