等离子喷涂-水热处理制备二氧化钛-羟基磷灰石复合涂层

为克服等离子喷涂羟基磷灰石生物涂层在结合强度和成分上的缺点 ,通过在钛合金基体上等离子喷涂二水磷酸氢钙和二氧化钛 (锐钛矿型 )复合粉末 ,并后续水热处理 ,制备了二氧化钛 -羟基磷灰石复合涂层。结果表明 :二水磷酸氢钙和二氧化钛复合粉末的等离子喷涂涂层由CaHPO4,Ca2 P2 O7,Ca3(PO4) 2 ,非晶磷酸钙和二氧化钛组成。水热处理涂层由羟基磷灰石和二氧化钛组成 ,升高水热处理温度可提高涂层中羟基磷灰石的结晶性。随着原始粉中二氧化钛加入量的增加 ,喷涂涂层中磷酸钙的含量和水热处理涂层中羟基磷灰石的含量减少 ,羟基磷灰石的晶体形貌从细针状变为小颗粒状 ,喷涂涂层和水热处理涂层的结合强度也随之升高。当二氧化钛的质量分数为 60 % ,水热处理涂层的结合强度可达

微波辅助法制备镁合金的植酸镁/羟基磷灰石复合涂层及其耐蚀性能

采用微波辅助法在AZ31镁合金表面制备了植酸镁/羟基磷灰石(PA/HA)复合涂层。利用FESEM、EDS、XRD和电化学性能测试等方法表征涂层的表面形貌、物相组成以及耐蚀性能,探究了植酸溶液的pH值对PA/HA复合涂层形貌及耐蚀性能的影响,并通过浸泡实验研究了镁合金及PA/HA复合涂层在模拟体液(SBF)中的降解矿化行为。结果表明:在植酸预处理中,植酸溶液的pH=5.0时制备得到的PA/HA复合涂层表面均匀、无裂纹,与镁合金基底的界面结合良好;并且在此pH值下PA/HA复合涂层包覆镁合金样品的交流阻抗最大,自腐蚀电流密度最小,说明其耐蚀性最好。在SBF中,PA/HA复合涂层能够快速诱导磷灰石的生成,并显著提高镁合金基底的耐蚀性能。

钛合金表面磁控溅射制备羟基磷灰石／氧化钇稳定氧化锆复合涂层

采用磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA／YSZ复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和划痕法对涂层进行了表征。结果表明:用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上成功制备HA／YSZ复合涂层,涂层主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相,此外还有少量的TCP和CaO相;涂层表面呈多孔状,有利于类骨组织的长入,表面显微粗糙度约为140 nm,涂层厚度约为4μm;划痕法测量涂层与基体的附着力约为80 N。

钛合金表面新型生物玻璃/纳米羟基磷灰石涂层的细胞相容性评价

目的为检验前期制备的新型生物玻璃/纳米羟基磷灰石涂层的细胞相容性。方法在本实验中,采用L929成纤维细胞在涂层浸提液中的培养,检测了涂层的细胞毒性,采用人体骨髓基质干细胞在涂层上的培养,检测了涂层对人体骨髓基质干细胞增殖和代谢的影响。结果低于浓度的涂层浸提液(<10%)对L929细胞增殖具有促进作用,而高浓度的涂层浸提液(>50%)对L929细胞的增殖具有抑制作用,其中100%的涂层浸提液对L929细胞的增殖抑制比例为20.9%,在细胞毒性分级中处于合格范围内。结论在培养早期,人体骨髓基质干细胞在涂层表面的增殖要优于对照组,涂层显示出良好的细胞相容性。由于合格的细胞毒性和良好的细胞相容性,该涂层的钛合金具有作为骨植入物的应用潜力。

氟掺杂羟基磷灰石/壳聚糖复合涂层镁合金的制备

为了提高医用镁合金的耐腐蚀性能和成骨分化性能,联合使用浸渍提拉法和微波液相法在镁合金表面制备了一系列氟掺杂羟基磷灰石/壳聚糖(FHA/CS)复合涂层,研究了CS分子量和CS溶液浓度对CS涂层和FHA/CS复合涂层的物相、表面形貌和电化学耐腐蚀性能的影响。此外,通过细胞实验研究了筛选出的具有较高耐腐蚀性能的复合涂层细胞活力和成骨分化性能。结果表明,致密完整、且具有仿生拓扑结构的FHA/CS复合涂层可维持正常细胞活力,并增强了镁合金的成骨分化性能。

HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层的制备及其生物活性

以羟基磷灰石(HA)、壳聚糖(CS)、SiO_2和Fe_2O_3粉体为原料,采用电泳沉积法制备了HA/CS/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层,经700℃烧结2 h后得到HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层。通过FTIR、SEM、EDS、XRD、万能材料试验机、电化学工作站对HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层进行了性能测试与结构表征,采用自主构建的2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸(HEPES)模拟体液(H-SBF)对复合涂层的体外生物活性进行了评价。结果表明:HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层与钛基体间的结合强度达31.9 MPa;HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层在H-SBF中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为0.276 V和1.113×10-8A/cm^2;该复合涂层粉体对枯草芽孢杆菌的抑菌率达到81.9%。在H-SBF中培养14 d后,复合涂层表面碳磷灰石化。

HA/ZrO_2复合涂层销盘磨损试验及仿真

利用优化的等离子喷涂工艺在钛合金基体上制备了HA/ZrO2复合涂层,使用销盘摩擦试验仪测定涂层磨损率。根据均匀设计法与二次多项式回归分析,分别获得涂层在磨合期与稳定期涂层磨损率模型。利用ANSYS接触分析结合实验磨损率模型,进行销盘磨损仿真预测,并与实验结果进行比较。结果表明,涂层磨损率模型具有较好的预测效果,仿真预测结果与实验结果较为吻合。磨损过程中,涂层磨损区域模型的改变不断影响接触压力的分布,无论在磨合期与稳定期,磨损量与磨损深度呈近似线性增长。

镁合金表面激光熔覆生物陶瓷涂层研究

镁合金具有良好的生物相容性和可降解性,在生物医用领域存在巨大潜力,但腐蚀性能差是限制其临床医用的关键问题。本文采用激光熔覆技术在镁合金表面制备HA涂层,并研究Zn含量对涂层组织和性能的影响。研究结果表明,采用激光功率1080W,加工速度2mm/s的工艺参数能获得稳定涂层,且添加30wt.%含量的Zn有利于提高HA涂层的厚度和稳定性,添加50wt.%Zn的HA涂层与基体之间出现裂纹,结合质量下降;此外,添加30wt.%Zn能提高HA涂层的硬度,约为基体的1.5倍;同时,添加30wt.%Zn的HA涂层具有较好的抗腐蚀性能,腐蚀速率为1.9mL/cm^(2),比镁合金裸片低了0.8mL/cm^(2)。