钛合金表面TiO_2薄膜制备及生物活性研究

使用TiCl_3盐酸溶液作为前驱液,通过简单易操作的水热法在Ti-6Al-4V合金基体表面原位生长TiO_2纳米棒阵列薄膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、场发射电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段研究不同水热反应条件对其表面形貌和结构的影响。结果表明:纳米棒阵列薄膜为混晶结构,具有沿[001]轴择优生长和金红石(101)高能晶面曝露的特点,并且能够适用于3D打印的多孔钛合金种植体,说明了该薄膜具有一定的普适性。该基体表面的TiO_2在3d就能诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有优异的生物活性,显示了其在骨科、牙科等植入体表面改性领域的应用前景。

Ti-6Al-4V表面金红石型TiO2薄膜制备及生物活性评价

使用TiCl3/HCl/H2O2混合溶液为前驱液,通过水热法在Ti-6Al-4V基体表面制得原位生长的纳米棒阵列薄膜,探讨其生长机理,并研究前驱液中盐酸浓度对薄膜生长的影响作用。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备样品进行表征,结果表明:纳米棒阵列薄膜为{001}高能晶面曝露的金红石二氧化钛;TiO2晶核在有序的活性成核点快速成核,并沿[001]方向生长,当前驱液中盐酸浓度从1mol/L增至2 mol/L,金红石二氧化钛{001}晶面择优增强;该薄膜具有良好的生物活性,亦能适用于3D打印多孔钛合金基体,具有一定的普适性。

低温制备高比例{001}晶面择优的锐钛矿薄膜

通过低温水热法,在经退火处理的钛片上制备高比例{001}晶面择优的锐钛矿型TiO_2薄膜。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),研究分析不同水热条件对二氧化钛薄膜生长的影响。结果表明:在40～80℃升高反应温度,能促进晶体取向附着,有利于纳米晶在[001]方向上择优生长;适当延长反应时间,能有效促进纳米二氧化钛薄膜的结晶度和(001)晶面的择优。在钛基底上原位生长具有高比例(001)晶面择优的锐钛矿型二氧化钛薄膜具有两种不同的生长机制,[001]晶向的择优生长及(001)晶面的择优曝露,可以通过控制反应温度和反应时间等实验参数实现对二氧化钛纳米薄膜的控制。