鈦表面FHA涂層的溶膠—凝膠法制備及性能研究.pdf

1、在金屬植入體表面制備生物活性涂層,可以將生物陶瓷良好的生物活性、生物相容性與金屬的高強(qiáng)度和良好的韌性結(jié)合在一起。但涂層界面結(jié)合狀況差、結(jié)晶度低等缺陷將導(dǎo)致植入后涂層表面的溶解和涂層的脫落,從而引起植入失效。本研究利用激光氣體氮化技術(shù)在純鈦表面制備TiN枝晶表層,利用溶膠-凝膠法在純鈦和激光氣體氮化純鈦表面制備FHA生物活性涂層。運(yùn)用OM、SEM、EDS和XRD等分析手段研究了晶化溫度和引氟量對涂層的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、相組成的影響,并對

2、涂層與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了測試。得到如下主要結(jié)論:利用激光氣體氮化可以實(shí)現(xiàn)對純鈦的表面改性,改性層組織主要由TiN枝晶組成。激光氣體氮化使純鈦的耐磨和耐腐蝕性能得到明顯改善。經(jīng)過600℃、700℃和800℃晶化處理后形成的FHA涂層,均發(fā)育出良好的磷灰石相,而且隨著晶化溫度的升高,涂層中形成磷灰石的衍射峰強(qiáng)度越來越強(qiáng),但過高的晶化溫度會(huì)使基體部分氧化,而導(dǎo)致涂層中TiO2相的出現(xiàn)。涂層的厚度隨晶化溫度的升高而逐漸增厚。氟的引入有利于

3、提高羥基磷灰石的結(jié)晶度。FHA涂層中實(shí)際的Ca/P值接近配制溶膠中的Ca/P的理論值。涂層的形貌和溶液中的含氟量相關(guān),隨引氟量的增加,使得涂層和基體的熱膨脹系數(shù)差變小,涂層中的裂紋逐漸變細(xì)變少。激光氣體氮化試樣表面的TiN枝晶為FHA涂層提供了額外的表面積,同時(shí)滲入涂層的枝晶對涂層有“釘扎”效應(yīng)。激光氣體氮化基底與FHA涂層的結(jié)合強(qiáng)度大約是磨光基底的2倍。隨引氟量的增加,涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度在逐漸地增強(qiáng)。含氟涂層具有良好的穩(wěn)定性和生物活