鎂合金表面生物醫(yī)用涂層制備工藝與性能研究.pdf

1、鎂合金具有無毒副作用、可降解以及生物力學性能良好等優(yōu)點，是一種適合于醫(yī)用的金屬植入材料，有著較好的發(fā)展前景。但是，鎂合金在生物環(huán)境下具有耐腐蝕性差和生物相容性不佳等缺點，這些都嚴重限制其廣泛應(yīng)用。因此，如何減緩醫(yī)用鎂合金在生物環(huán)境下的腐蝕速率并且提高其生物相容性成為當前研究的重點。對鎂合金進行表面改性是重要的研究方法之一。
　　研究首先采用微弧氧化(MAO)表面處理技術(shù)在鎂合金表面進行前期試驗，確定微弧氧化電源模式和基礎(chǔ)電解系;然

2、后通過添加劑的篩選試驗確定氟鈦酸鉀(K2TiF6)作為添加劑并采用一步法添加納米羥基磷灰石(HA)制備HA-MAO涂層，考察MAO處理時間和K2TiF6添加劑濃度對MAO-HA涂層腐蝕性能和力學性能的影響。分別采用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對涂層的表面與截面的微觀形貌以及涂層的物相進行表征;采用附著力劃痕儀測試涂層與基體之間的結(jié)合力;使用高溫摩擦磨損試驗機測試涂層的摩擦學性能;采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗機對比鎂合金基體與

3、最優(yōu)HA-K2TiF6涂層在模擬體液(SBF)以及空氣中的應(yīng)力腐蝕敏感性;利用電化學工作站考察涂層在SBF溶液中的耐蝕性能;利用浸泡試驗、各階段電化學阻抗譜分析考察涂層在SBF溶液中腐蝕降解行為，并建立腐蝕降解模型。
　　通過試驗與分析得到如下結(jié)論:
　　1)一步法制備MAO-HA涂層的電解液配方為:Na2SiO312g/L，NaF5g/L，乙二醇10ml/L，HA3g/L;工藝參數(shù)為:恒壓模式、占空比:4％、頻率:400H

4、z，MAO處理時間:15min。
　　2)通過考察電解液添加劑K2TiF6濃度和MAO電參數(shù)對涂層微觀結(jié)構(gòu)、腐蝕性能和力學性能（結(jié)合力、摩擦磨損）的影響，得出K2TiF6濃度為10g/L、MAO氧化時間為15min時HA-K2TiF6涂層的綜合性能是最優(yōu)的。
　　3)慢應(yīng)變速率拉伸試驗證明最優(yōu)HA-K2TiF6涂層能夠降低鎂合金在SBF溶液中以及空氣中的應(yīng)力腐蝕敏感性。
　　4)浸泡系列試驗表明，最優(yōu)HA-K2TiF6