碱和酸碱处理对钛生物活性的影响

利用碱处理和酸碱处理钛表面,获得不同形貌和不同晶型的Ti O2薄膜。利用SEM对材料的表面形貌进行了分析,利用XRD测试了材料的晶型。将样品浸泡于模拟人体体液(SBF)中,观察材料表面羟基磷灰石(HA)的沉积情况,并进行体外细胞毒性实验,探讨其生物活性。结果表明:相同的热处理温度下,碱处理和酸碱处理的钛表面具有相同的晶型,但是表面形貌不同的Ti O2薄膜。对比了其生物活性的差异发现:450℃的酸碱处理钛具有较好的生物活性,归于其表面有尺寸较小的花蕊状纳米丝形貌,700℃的碱处理钛具有优异的生物活性,归因于其表面具有较小微观尺寸的纳米颗粒形貌。

碱液处理法制备羟基磷灰石沉积钛金属研究进展

本文对碱液处理法制备羟基磷灰石沉积钛金属的条件和机理进行阐述,介绍了近年来羟基磷灰石沉积钛金属的不同的制备方法对其性能的影响,并对碱液处理方法进行了评价和展望。

磷酸钙钛生物陶瓷膜诱导HAp沉积的研究

为了提高磷酸钙钛(CaTi4(PO4)6,简称CTP)陶瓷膜的生物活性,采用碱液对其进行了处理。研究了碱液的浓度、温度及处理时间对CTP诱导沉积HAp的影响。采用XRD、SEM检测其物相组成和表面形貌。实验结果表明:碱处理液的浓度、处理温度及时间对CTP陶瓷膜表面成分结构和诱导HAp沉积的能力有较大影响;陶瓷膜经浓度为1.0mol/L、温度为80℃的碱溶液处理2h,在仿生溶液中浸泡4d后有明显HAp沉积。说明碱处理对CTP陶瓷膜起到了生物活化改性的作用,有助于诱导HAp沉积,达到了提高生物活性的目的。

钛基体表面多级孔洞结构的制备和生物活性研究

目的通过调控钛基体表面的结构和特性，提高惰性钛基体表面的生物活性，改善其医用植入效果。方法采用碱热处理方法在钛基体表面构建多级孔洞结构，对改性后钛片的表面形貌、成分、结构、亲疏水性进行表征，评价钛片表面对类骨磷灰石的诱导能力。结果碱热处理使钛表面形成了多孔网状结构，孔洞包括微米级孔和200～300nm的纳米孔，孔隙间隔介于微米至几百纳米之间。碱热处理后的钛片表面形成了含有大量羟基的氧化物层，主要成分为金红石型TiO2和碱性钛酸盐．具有极好的亲水性，接触角仅约为12°。碱热处理钛片表面的三维多孔结构对磷灰石的生长有很好的诱导作用，矿化7天后，类骨磷灰石便完全覆盖表面，14天后的矿化效果更好。结论纯钛表面通过碱热处理法构建微纳多孔结构后，具有良好的诱导羟基磷灰石形成的能力，对其生物活性有促进作用。

垃圾焚烧炉对流受热面烧结积灰生长特性

使用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、激光粒度分析仪等分析手段,对流化床垃圾焚烧炉对流受热面的松散性浮灰和烧结性积灰的微观结构和组成成分等进行研究。结果表明,省煤器浮灰中大部分颗粒保持着独立的形态,而对流管束浮灰存在烧结现象;绝大部分的浮灰粒径位于0~100μm;省煤器浮灰的灰熔点低于对流管束浮灰熔点80℃左右;对流管束浮灰和省煤器浮灰在成分组成上差别不大,浮灰中的主要元素均为Ca、Si、Al和S,但对流管束浮灰中Ca和S的含量高于省煤器浮灰。各层积灰中Ca和S的含量较高,主要物相为CaSO4。对流管束积灰中Ca和S含量高于省煤器积灰;对流管束和省煤器积灰中Al和Si的含量远低于浮灰中的相应含量。从积灰内层到外层Ca和S的含量逐渐减少,而Al和Si的含量逐渐增加;积灰内层K、Na、Fe和Cl的含量高于其他层。

流化床垃圾焚烧炉飞灰沉积实验

在自行搭建的小型流化床积灰试验台上选用流化床垃圾焚烧炉对流管束浮灰,模拟焚烧炉烟气环境下开展飞灰沉积实验。首先分析浮灰理化特性,结果表明:随着粒径增大,浮灰中CaO和SO3含量逐渐降低,而SiO2和Al2O3的含量逐渐增加;碱金属Na和K以及卤素Cl的含量在粒径较小的浮灰中含量最高。其次重点研究了浮灰粒径、烟气温度和换热管表面温度对飞灰沉积特性的影响规律,结果表明:积灰中主要富含Ca、S、Si和Al等元素,积灰中CaO和SO3含量比浮灰高,而Al2O3和SiO2含量比浮灰低;积灰量随着烟气温度升高而增加;粒径对灰沉积影响作用显著,大粒径灰颗粒难沉积而小粒径灰粒易沉积;管壁温度在600℃时,积灰量最小。积灰中CaO和SO3的含量随着管壁温度升高而减少,而难熔Al2O3和SiO2的含量随着管壁温度升高而增加。

粉末冶金多孔钛表面生物活化的研究

采用粉末冶金法制备了具有适合人体组织长入孔径的多孔钛,并对其进行生物活化处理。利用EPMA、SEM、XRD等研究了不同预处理方法和浸泡时间对多孔钛表面羟基磷灰石(HA)的形貌及形成速度的影响。结果表明,多孔钛的表面以及孔的内表面上均有纳米晶TiO2生成,预钙化处理能够明显提高多孔钛表面生成羟基磷灰石的速率,促进HA的形核长大,预钙化后磷含量增加明显,验证了Na2HPO4在预处理中对多孔钛的活化是有利的。

钛合金经酸碱两步预处理快速沉积HA涂层

目的钛合金经酸碱两步预处理后在表面快速沉积羟基磷灰石涂层。方法钛合金(Ti_6Al_4V)均分为A、B两组。A组先用砂纸打磨,再用0．6mol/L NaOH在160℃下处理24h;B组先用H_2SO_4与HCl混合酸腐蚀1h,再用0．6mol/L NaOH在160℃处理24h。两组试件各8片分别置于过饱和钙磷溶液SCS1- SCS8中24h。XRD和SEM分析涂层成分、表面和断面形貌。表面形貌仪分析沉积前样品的表面粗糙度。结果在SCS1溶液中的钛合金片表面均沉积了致密的羟基磷灰石涂层,涂层表面由片状晶体组成,涂层厚度约为30μm。结论B组样品避免了对试样的打磨,在合适的SCS溶液中同样可以快速沉积羟基磷灰石涂层。该工艺特别适合在复杂形状的样品表面沉积涂层。

行波管金刚石输能窗片金属化影响因素分析

为制备行波管用金刚石输能窗片,分析金刚石金属化影响因素。采用粗糙度、拉曼光谱评估金刚石材料性能。采用酸洗、离子束刻蚀清洗金刚石表面。采用冲压掩膜、光刻掩膜防护非金属化区域。通过物理气相沉积制备Ti/Mo/Ni金属化层,并通过真空热处理方法制备TiC过渡层。结果表明:当金刚石内石墨的质量分数低于1%时,离子束刻蚀方法一方面去除金刚石表面杂质,另一方面将表面粗糙度从0. 256μm提升至0. 343μm;相比冲压掩模,光刻掩模降低界面孔隙率,减少了金属离子对掩模底层的污染,过渡区域宽度从200μm减少至10μm; 700℃保温过程促进了TiC的形成,提升了金属化层结合强度,促进了抗热冲击性能。

钛网表面含hBMP-2的复合涂层制备及hBMP-2的释放研究

为提高骨接合钛网的骨整合性和生物活性,本研究采用碱热处理法在钛网表面构建出具有多孔结构的钛酸盐纳米纤维,利用电化学沉积技术在钛酸盐纳米纤维表面制备磷酸钙涂层,并采用不同方法将人骨形态发生蛋白(hBMP-2)引入涂层,制备了三种含hBMP-2分子的复合涂层(TmhB、TmHedhB和TmHhBed)。实验对各复合涂层的表面形貌、化学成分、相组成和hBMP-2的含量与释放性能进行了表征。研究发现:各涂层都具有多孔纤维结构,TmHedhB和TmHhBed中的磷酸钙相为羟基磷灰石(HA),呈“串珠”状包裹在钛酸盐纳米纤维表面,“串珠”状HA的引入促进了复合涂层对hBMP-2的吸附。电化学共沉积技术在钛酸盐纳米纤维表面制备的HA/hBMP-2复合涂层中hBMP-2的含量最大,达886 ng/mg,在6~48 h内具有明显的hBMP-2缓释性能。

热处理对钛基体表面电泳沉积GO/HA生物活性涂层的影响

采用电泳沉积法在钛基体表面制备氧化石墨烯(GO)/羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)复合涂层,通过XRD和SEM等测试手段对不同热处理条件下得到的GO/HA涂层进行表征。研究结果表明,热处理有助于促进涂层中HA结晶度的提高,600℃和800℃的热处理温度并没有导致HA发生热分解,但有可能破坏了涂层中GO的有序晶体结构。GO/HA涂层具有优异的生物活性,但随热处理温度的升高,涂层的润湿性和生物活性下降。热处理过程有利于涂层致密,加强涂层与基体的结合,800℃热处理后的涂层结合强度高达25.31 MPa。

纯Ti表面微弧氧化-碱热处理仿生陶瓷膜的制备及耐蚀性

采用微弧氧化-碱热处理在纯Ti表面制备了含有羟基磷灰石(HA)的仿生陶瓷膜。利用SEM,XRD和电化学工作站等手段研究了膜层的形貌、物相及其耐蚀性。结果表明:在乙酸钙-磷酸二氢钙电解液体系中微弧氧化(MAO),纯Ti表面形成一层含Ca和P的TiO2多孔陶瓷膜。经水热处理后,膜层表面的孔洞变小、致密性增加,膜层中还出现了鳞状、层片状以及针棒状的HA。在Hank's模拟体液中,MAO膜和微弧氧化-碱热处理(MAOAH)膜均表现出较好的耐蚀性。MAO膜经模拟体液腐蚀后,形成了缺钙型HA(Ca8.86(PO4)6(H2O2)2)和CaTiO3;而模拟体液中的阴离子与MAOAH膜层的氧化物作用使膜层孔洞直径和深度增加。

电沉积制备Mg-Zn-Ca-Zr合金HA涂层的研究

采用碱热处理+电沉积+碱热处理相结合的工艺在Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金板材表面制备羟基磷灰石(HA)涂层。利用X射线衍射和SEM对不同电沉积工艺参数下制备出的涂层组织和形貌进行了分析。结果表明,电沉积工艺参数的变化对涂层组织产生很大影响,当电压为10 V时,随着温度提高,HA颗粒有长大的趋势;当温度一定时,随着电压升高,涂层沉积组织有由片状到颗粒状转变的趋势;电沉积制备Mg-Zn-Ca-Zr合金HA涂层的最佳工艺参数为电沉积温度50℃,电沉积电压为10 V左右。在此工艺条件下可制备出接近人骨的Ca/P比(1.67)的组织致密HA涂层。