溶膠-凝膠法制備鈦合金表面tioha梯度涂層

1、1溶膠溶膠凝膠法制備鈦合金表面凝膠法制備鈦合金表面TiOTiO2HAHA梯度涂層梯度涂層項(xiàng)目組成員：趙倩，張豪，王昌寶，張曉潤(rùn)項(xiàng)目類(lèi)別：本科教育高地資助項(xiàng)目指導(dǎo)教師：何代華項(xiàng)目簡(jiǎn)介：項(xiàng)目簡(jiǎn)介：羥基磷灰石（hydroxyapatite，簡(jiǎn)稱(chēng)HA）是人體和動(dòng)物骨骼的主要無(wú)機(jī)成分，具有優(yōu)異的生物相容性和生物活性，是一種重要的生物陶瓷材料。但HA陶瓷脆性大、強(qiáng)度低，限制了在人體荷重部位的使用，將HA涂覆在機(jī)械性能優(yōu)良的生物金屬材料，如鈦或鈦合金

2、上，即可綜合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，因此，金屬基HA涂層材料近幾十年來(lái)成為生物材料的研究熱點(diǎn)之一。TiO2具有很好的抗腐蝕性和耐磨性，能改善鈦合金表面的性能，且能增強(qiáng)鈦合金與陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度。在金屬表面制備氧化膜TiO2可將金屬較好的力學(xué)性能和氧化膜良好的化學(xué)穩(wěn)定性及生物相容性有機(jī)結(jié)合在一起，大大降低基體材料離子元素向外釋放的危險(xiǎn)性，提高抗腐蝕性和生物相容性。本項(xiàng)目采用溶膠凝膠法制備鈦合金表面TiO2HA梯度涂層，對(duì)生物材料不斷增長(zhǎng)的要求具有

3、一定的意義和價(jià)值。涂層分布示意圖如圖1所示圖1涂層分布示意圖3圖3是Ti6Al4V合金表面涂覆TiO2HA梯度涂層后表面和斷面的SEM照片，表面HA均勻分布在鈦合金表面，表面分布有微納米級(jí)的孔洞，沒(méi)有明顯的裂紋。這種HA和TiO2形成的既有機(jī)械鎖合也有孔隙的特殊結(jié)構(gòu)，有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)，能提高涂層的骨引導(dǎo)性，作為植入性材料來(lái)說(shuō)，這樣的涂層是非常有利的。端面照片表明涂層厚度達(dá)18m左右，涂層與基體結(jié)合良好。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB23101.42008

4、ISO137794:2002《外科植入物羥基磷灰石第4部分：涂層粘結(jié)強(qiáng)度》在Zwick50kN試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。測(cè)得基體與梯度涂層結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到38.9MPa。發(fā)表EI收錄論文一篇：HeDaihuaZhaoQianetal.SolGelDerivedGradientBiocoatingsonTitaniumAlloy.AppliedMechanicsMaterialsVols.8081(2011)pp426430.課題負(fù)責(zé)人之一張曉潤(rùn)參加“2