HAP-玻璃-α-Al_2O_3复合梯度生物陶瓷涂层的显微结构及其附着强度

利用涂覆烧结法在 α- Al2 O3陶瓷基体表面制备了 HAP-玻璃 (α- Al2 O3)梯度生物活性涂层 ,并研究了涂层组成对显微结构和附着强度的影响。梯度涂层中玻璃组成采用低膨胀低软化温度的 R2 O- Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统 ;涂层中的 HAP含量由里到外逐渐增多 ,并在涂层中添加了适量的超细 α- Al2 O3粉体。实验结果表明 ,使用 R2 O-Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统玻璃有利于涂层低温烧结和涂层与基体结合 ,在涂层中添加 α- Al2 O3超细粉有利于提高涂层与基体结合强度 ,所制备的梯度涂层与基体的结合强度为 4 8.2 MPa。

钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层

为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,设计了一种梯度生物陶瓷复合涂层并采用宽带激光熔覆技术在 Ti 6Al 4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,对其组织和显微硬度进行了研究。结果表明:钙和氧元素主要分布在生物陶瓷涂层中;钛和钒元素主要分布在基材和合金化层内;磷元素分布在合金层与陶瓷层中。合金层中基底组织上分布着白色共晶组织和白色颗粒,基底组织主要为 Ti(Al、P、Fe、V)相,白色共晶组织主要为 Fe2Ti4O +AlV3,白色颗粒为结晶析出的 Al3V0.333 Ti0.666;生物陶瓷层中的基底组织为胞状晶,其上分布有灰色相和白色颗粒相,胞状晶主要为 CaO、CaTiO3 和 HA,灰色相为β TCP及 Ca2Ti2O6,白色颗粒相为 TiO2。合金层的最高硬度为1600Hv0.2,生物陶瓷涂层显微硬度最大值约为1300Hv0.2。

宽带激光熔覆工艺参数对梯度生物陶瓷复合涂层组织与烧结性的影响

采用宽带激光熔覆技术,在T i-6A l-4V合金上制备了梯度生物陶瓷复合涂层,并研究了宽带激光熔覆工艺参数对梯度生物陶瓷涂层显微组织与烧结性的影响。结果表明:当光斑尺寸D、扫描速度V不变时,随着输出功率P的增加,生物陶瓷涂层的致密度逐渐下降;随着输出功率P的增加,生物陶瓷层中的孔隙率逐渐增大。当P=2.3 KW时,生物陶瓷层中组织致密,孔隙率低(5.11%),当P=2.9 KW时,生物陶瓷涂层组织致密度差,孔隙率高达21.32%。生物陶瓷涂层显微硬度分析表明,P=2.3 KW时,显微硬度最高值约为1 100 HV。本实验条件下,宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层的最佳工艺参数为P=2.3 KW,V=145 mm/m in,D=16mm×2mm。

激光熔覆Ni/WC梯度复合涂层的组织与性能研究

目的减少涂层内部缺陷,提高Cr12MoV模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上逐层制备Ni60-Ni60/25%WC(Ni/WC)梯度复合涂层。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦试验机和冲击试验机,研究梯度复合涂层的物相组成、微观组织、显微硬度、耐磨性与冲击韧性。结果在Cr12MoV的基体上制备Ni/WC梯度复合涂层,Ni60层与Ni60/25%WC冶金结合理想。Ni/WC梯度复合涂层的表面主要物相为γ-(Fe,Ni)、FeNi_(3)、CrB、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6),从Ni60层底部到顶部依次为胞状晶、柱状晶、细小的等轴枝晶。Ni/WC梯度复合涂层硬度呈梯度分布,涂层的平均硬度达到698.5HV,相较于基体提高了约55.2%。与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层表现出更好的耐磨性能,摩擦系数和磨损率分别下降了40.92%和28.6%,其中基体表现为黏着磨损,然而涂层整体表现为磨粒磨损。但较基体而言,Ni/WC梯度复合涂层的冲击韧性值降低了32.48%,复合涂层区域表现为脆性断裂。结论Ni/WC梯度复合涂层冶金结合良好,同时与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层可以有效提高硬度及耐磨性,但冲击韧性有所降低。

宽带激光熔覆生物陶瓷梯度涂层及其生物活性

为了消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,提高涂层与基材的结合强度,采用宽带激光熔覆技术,在Ti-6Al-4V合金表面制备含HA+β-TCP的生物陶瓷梯度涂层(HA为羟基磷灰石)。利用OM、SEM和XRD对涂层形貌、相组成进行了研究,并通过体外模拟体液浸泡实验考察了涂层的生物活性。结果表明:生物陶瓷梯度涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层3个层次,且各梯度层的结合界面均为良好的化学冶金结合。稀土氧化物La2O3在激光熔覆生物陶瓷过程中具有诱导合成HA+β-TCP的作用,生物陶瓷涂层的生物活性与不同La2O3含量诱导合成HA+β-TCP的数量密切相关。当La2O3含量为0.6 wt.%时,合成HA+β-TCP的数量最多。当La2O3的添加量为0.6 wt.%时,涂层表面形成的类骨磷灰石数量最多;且经14天浸泡后的涂层明显比7天形成的类骨磷灰石数量多。

宽带激光熔覆含氧化钐梯度生物陶瓷涂层及其生物活性和细胞相容性

为了较好地消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力，提高涂层与基材之间的结合强度，采用梯度设计思想，利用宽带激光熔覆技术，在钛合金表面制备既具有生物力学性能，又具有生物活性的生物陶瓷涂层材料。使用OM、XRD、SEM等现代分析测试手段，探究Sm2O3添加量对HA＋p—TCP生成数量的影响规律；通过SBF溶液浸泡实验，研究含Sm2O3涂层的生物活性；并从细胞生物学水平对生物陶瓷复合涂层的细胞相容性进行考察，最后获得稀土涂层与生物活性的本质规律。结果表明：梯度生物陶瓷复合涂层分为基材、合金化层以及生物陶瓷层三个层次，且各梯度层的结合界面均为良好的化学冶金结合。稀土氧化物Sm2O3在宽带激光熔覆生物陶瓷过程中具有催化合成HA＋B—TCP的作用，当Sm2O3含量为0．2wt％时，催化合成的HA＋B—TCP的数量最多。当Sm2O3的添加量为0．2wt％时，涂层表面形成类骨磷灰石数量最多；且经14天浸泡后的涂层明显比7天形成的类骨磷灰石数量多。含稀土氧化物Sm2O3，的涂层对成骨肿瘤细胞无毒副作用。梯度活性陶瓷涂层表面的钙磷基活性陶瓷相数量影响着成骨肿瘤细胞的增殖，当Sm2O3，的添加量为0．2wt％时，具有最高的细胞增殖效果。关键词：宽带激光熔覆；梯度设计；含氧化钐生物陶瓷涂层；模拟体液；

激光熔覆SiO2/La2O3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究

目的研究SiO_2含量对钛合金表面激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响。方法利用激光熔覆技术,采用梯度成分设计思想,固定涂层中稀土氧化物La_2O_3的添加量,在钛合金TC4表面制备了掺杂不同含量SiO_2的梯度生物陶瓷涂层。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、噻唑蓝(MTT)及荧光素双醋酸酯(FDA)染色等测试手段,研究了SiO_2含量对激光熔覆制备梯度涂层的组织结构和生物活性的影响。结果 SiO_2在激光熔覆过程中可以降低梯度生物陶瓷涂层的开裂敏感性,并起到细化晶粒的作用。当SiO_2掺杂量为2.5%时,激光熔覆过程中诱导合成的HA+CaTiO_3数量最大;当SiO_2掺杂量为7.5%时,模拟体液(SBF)实验表明,涂层的矿化沉积能力最强。MTT测试表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层细胞增殖数量的OD值最大,细胞能够紧贴涂层表面生长。FDA染色分析表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层上细胞数量最多,且分布均匀。结论 SiO_2掺杂量深刻影响着生物活性陶瓷相HA和Ca_2SiO_4数量,进而影响生物陶瓷涂层的生物活性。SiO_2掺杂量为7.5%的涂层具有最佳的生物相容性及生物活性。

Y_(2)O_(3)对WC/Ni60梯度复合涂层组织及性能的影响

利用激光熔覆原位生成方法在H13钢表面制备了不同Y_(2)O_(3)含量的WC/Ni60复合涂层,分析其宏观形貌、显微组织、显微硬度得出最佳Y_(2)O_(3)添加量,分析了最佳Y_(2)O_(3)添加量的WC/Ni60梯度复合涂层的物相组成、显微组织、显微硬度及磨损机理。结果表明,复合涂层的显微硬度随Y_(2)O_(3)含量的增加呈先上升后下降的趋势;当Y_(2)O_(3)含量为1.5%时,涂层的宏观质量最好,晶粒得到细化,显微硬度最大;当Y_(2)O_(3)含量继续增加后,涂层中的WC颗粒再次变大,显微硬度有所降低。稀土掺杂梯度复合涂层较未添加稀土的梯度复合涂层厚度有所减小,显微组织形态和分布均发生了一些变化,且内部增强相颗粒更加细密均匀,棱角有所钝化,各层显微硬度从上至下分别增加49.2、75.78、72.78HV0.5,不同时间下的磨损量均有所减少,磨损机理仍为黏着磨损、脆性剥落和磨粒磨损。

生物活性陶瓷-钛复合人工牙的涂层初探

本文采用扫描电子显微镜观察了两种生物活性玻璃陶瓷复合体的涂层的表面及断面形态,并用X射吸衍射仪(XRD)分析了涂层的晶相结构。结果表明:两种生物玻璃陶瓷复合体的涂层,(1)具有良好的机械性能及理想的晶相结构,形成能引导组织向内生长的孔穴;(2)表面形态与断面形态相似,在制作或应用该类复合种植体时,可按需磨改;(3)随烧结温度升高,其孔穴变小、减少,致密度及结晶度增高。

Y_2O_3对激光涂覆生物陶瓷涂层的影响

在钛合金表面除预置ＣａＨＰＯ４·２Ｈ２Ｏ、ＣａＣＯ３ 粉末外，还加入稀土氧化物Ｙ２Ｏ３ ，经激光处理后，实现了合成与涂覆同步制备含ＨＡ活性生物陶瓷涂层的复合材料。试验结果表明，Ｙ２Ｏ３ 的加入对ＨＡ 的合成及其结构稳定性，生物陶瓷涂层组织细化以及力学性能均有促进和改善。

电沉积-水热合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层

评述了电沉积-水热合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的相形成机理、工艺进展和工艺特点,并对有关问题进行了探讨。

生物陶瓷涂层技术及界面研究评述

论述了在金属基表面制备生物陶瓷涂层的几种主要技术及界面研究现状,并对改善界面的结合状况提出了一些设想和建议。

电泳沉积磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展

羟基磷灰石(HA)生物涂层材料是最有发展前途的生物硬组织替代材料之一。电泳沉积具有装置简单,操作方便,非线性,沉积温度低等特点,可以解决传统HA生物陶瓷涂层制备工艺上的各种不足。文中探讨了电泳沉积的各种工艺影响因素,综合介绍了国内外有关电泳沉积HA复合(梯度)生物涂层和电泳沉积与其它方法复合制备HA生物涂层的研究报道,进而提出了相应的设想和展望。

金属表面Ni/Al-13wt%TiO_2/Al_2O_3梯度复合陶瓷涂层的腐蚀行为

为了解决陶瓷涂层中的通孔问题 ,把复合材料与梯度材料的概念应用到陶瓷涂层 ,采用等离子喷涂技术在Q2 3 5钢表面形成Ni/Al-13wt %TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层 ,对其在沸腾的 5 %HCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明 ,Ni/Al -13wt%TiO2 /Al2 O3 梯度复合陶瓷涂层中的通孔率较单一层Al2 O3 陶瓷涂层显著降低 ,带有该梯度复合陶瓷涂层试样的耐蚀性明显提高 ,该涂层腐蚀

电沉积-水热合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展

评述了电沉积-水热合成法制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的相形成机理、工艺进展和工艺特点,并对有关问题进行了探讨。

电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究

用异丙醇作为分散介质 ,对电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层进行了系统研究 .经过制备稳定的悬浮液、电泳沉积、高温烧结等过程 ,在 Ti6 Al4 V合金上得到表面均匀的羟基磷灰石生物陶瓷涂层 .用 X射线衍射(XRD)和扫描电镜 (SEM)等技术对羟基磷灰石颗粒的物相和沉积层的表面进行了表征 .研究了电泳时间与电泳沉积量和电流密度、电泳沉积量与电泳电压之间的相互关系 ,并讨论了这些实验参数对电泳沉积过程的影响 .

磁控溅射法制备HAF/YSZ梯度复合涂层及生物性能研究

采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体上成功制备了含氟羟基磷灰石梯度复合涂层(HAF/YSZ)。利用X射线光电子能谱(XPS)、电子探针(EDX)、扫描电镜(SEM)等对涂层的成分分布、形貌、界面结合进行表征。通过模拟体液(SBF)实验,分析和评价了HAF/YSZ涂层在模拟人体条件下的生物性能。结果表明,所制备涂层表面粗糙,呈多孔岛状结构,有利于新生骨组织的生长;涂层与基体结合紧密,各层间相互扩散,整体一致性较好;经模拟体液浸泡后,涂层表面有新生物质沉积,表现出较好的生物活性及稳定性;梯度复合涂层较氟含量单一的氟羟基磷灰石涂层具有更好的抗体液溶解能力及稳定性。

激光熔覆制备生物陶瓷涂层的研究综述

激光熔覆是利用高能量、高密度的激光束将粉末熔化,在基体表面形成一种冶金结合面,其作为一种表面改性技术,已经得到了广泛的应用。生物陶瓷因其物理、化学性质稳定,而且具有良好的生物活性和生物相容性,利用激光熔覆在金属表面制备一层生物陶瓷涂层成为研究的热点。主要对激光熔覆制备生物陶瓷涂层中材料、梯度涂层设计、工艺的研究进行了阐述,为其应用提供更多的指导。