HA/ZK61生物复合材料及其表面转化膜的制备和性能研究
发布时间：2021-04-24 20:06
与临床医用高分子材料和无机非金属材料相比,医用金属材料因其优异的强度、良好的韧性和卓越的抗疲劳强度而广泛应用。但常见的医用金属材料（不锈钢、钴基合金、钛和钛合金等）植入人体后会引发应力遮蔽效应且需要二次手术从人体中取出,增加了病患痛苦,甚至释放一些损害人体健康的有毒离子。与常用医用金属材料相比,镁及镁合金因其具有良好的生物相容性、力学相近性和体内可降解性而在生物医用植入材料领域发展前景广阔。但镁合金作为植入材料降解速率过快,超过受损骨组织的愈合速率,这限制了镁合金在植入材料领域的发展。羟基磷灰石(HA,Ca10（PO4）6（OH）2)与人体骨组织有相似的矿物成分和结构,具有优秀的生物相容性、骨诱导性和生物活性,但是其脆性大、韧性差的特点限制了其在承重骨移植替代材料的应用。为了结合镁合金和羟基磷灰石的优势,改善镁合金耐蚀性、力学性能和生物相容性,本文选取ZK61镁合金粉为基体,HA粉为增强体,采用粉末冶金和热挤压的方法制备了HA/ZK61镁合金复合材料,研究不同含量的HA（x=0,10,20,30wt...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 生物医用材料概述
1.2.1 生物医用材料的定义及分类
1.2.2 生物医用金属材料的性能要求
1.2.3 生物医用金属材料的发展现状
1.3 生物医用镁合金发展状况
1.3.1 镁及镁合金的物理性质
1.3.2 当前生物可降解镁合金的研究
1.3.3 镁基合金复合材料
1.4 镁合金表面涂层处理
1.4.1 转化类涂层制备方法
1.4.2 沉积类涂层制备方法
1.5 本论文的选题意义和研究内容
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的主要研究内容
第2章 试样制备及研究方法
2.1 实验材料及仪器设备
2.1.1 实验材料及药品
2.1.2 实验仪器及设备
2.2 HA/ZK61复合材料的制备
2.3 HA/ZK61复合材料表面植酸转化膜层的制备
2.4 实验研究方法
2.4.1 复合材料显微组织和成分分析
2.4.2 物相分析
2.4.3 密度及孔隙率测试
2.4.4 显微维氏硬度测试
2.4.5 压缩性能测试
2.4.6 电化学耐蚀性能测试
2.4.7 浸泡析氢、pH、失重测试
2.5 植酸转化膜性能测试
2.5.1 转化膜表面形貌分析
2.5.2 转化膜电化学性能分析
2.5.3 成膜电位—时间跟踪
2.5.4 转化膜成分与结构分析
2.5.5 浸泡实验
第3章 HA/ZK61复合材料制备及性能测试
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 复合材料物相分析
3.2.2 复合材料显微组织分析
3.2.3 复合材料的密度测试
3.2.4 复合材料的硬度测试
3.2.5 复合材料的压缩性能测试
3.2.6 电化学测试
3.2.6.1 极化曲线
3.2.6.2 电化学阻抗谱分析
3.2.7 浸泡实验
3.2.7.1 浸泡腐蚀性形貌
3.2.7.2 浸泡pH测试
3.2.7.3 浸泡析氢测试
3.2.7.4 浸泡失重测试
3.3 本章小结
第4章 复合材料表面植酸转化膜制备及性能研究
4.1 引言
4.2 复合材料表面植酸转化膜层的工艺研究
4.2.1 植酸转化处理正交实验
4.2.2 转化液pH值的影响
4.2.3 转化温度的影响
4.2.4 转化时间的影响
4.2.5 转化液浓度的影响
4.3 浸泡实验
4.3.1 浸泡pH测试
4.3.2 浸泡析氢测试
4.3.3 浸泡腐蚀形貌分析
4.4 植酸转化膜形成过程研究
4.4.1 成膜反应动力学研究
4.4.2 转化膜层的XRD分析
4.4.3 转化膜层的FTIR分析
4.4.4 膜层成分的EDS分析
4.4.5 复合材料表面植酸转化膜成膜机理分析
4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3157995
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 生物医用材料概述
1.2.1 生物医用材料的定义及分类
1.2.2 生物医用金属材料的性能要求
1.2.3 生物医用金属材料的发展现状
1.3 生物医用镁合金发展状况
1.3.1 镁及镁合金的物理性质
1.3.2 当前生物可降解镁合金的研究
1.3.3 镁基合金复合材料
1.4 镁合金表面涂层处理
1.4.1 转化类涂层制备方法
1.4.2 沉积类涂层制备方法
1.5 本论文的选题意义和研究内容
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的主要研究内容
第2章 试样制备及研究方法
2.1 实验材料及仪器设备
2.1.1 实验材料及药品
2.1.2 实验仪器及设备
2.2 HA/ZK61复合材料的制备
2.3 HA/ZK61复合材料表面植酸转化膜层的制备
2.4 实验研究方法
2.4.1 复合材料显微组织和成分分析
2.4.2 物相分析
2.4.3 密度及孔隙率测试
2.4.4 显微维氏硬度测试
2.4.5 压缩性能测试
2.4.6 电化学耐蚀性能测试
2.4.7 浸泡析氢、pH、失重测试
2.5 植酸转化膜性能测试
2.5.1 转化膜表面形貌分析
2.5.2 转化膜电化学性能分析
2.5.3 成膜电位—时间跟踪
2.5.4 转化膜成分与结构分析
2.5.5 浸泡实验
第3章 HA/ZK61复合材料制备及性能测试
3.1 引言
3.2 实验结果与讨论
3.2.1 复合材料物相分析
3.2.2 复合材料显微组织分析
3.2.3 复合材料的密度测试
3.2.4 复合材料的硬度测试
3.2.5 复合材料的压缩性能测试
3.2.6 电化学测试
3.2.6.1 极化曲线
3.2.6.2 电化学阻抗谱分析
3.2.7 浸泡实验
3.2.7.1 浸泡腐蚀性形貌
3.2.7.2 浸泡pH测试
3.2.7.3 浸泡析氢测试
3.2.7.4 浸泡失重测试
3.3 本章小结
第4章 复合材料表面植酸转化膜制备及性能研究
4.1 引言
4.2 复合材料表面植酸转化膜层的工艺研究
4.2.1 植酸转化处理正交实验
4.2.2 转化液pH值的影响
4.2.3 转化温度的影响
4.2.4 转化时间的影响
4.2.5 转化液浓度的影响
4.3 浸泡实验
4.3.1 浸泡pH测试
4.3.2 浸泡析氢测试
4.3.3 浸泡腐蚀形貌分析
4.4 植酸转化膜形成过程研究
4.4.1 成膜反应动力学研究
4.4.2 转化膜层的XRD分析
4.4.3 转化膜层的FTIR分析
4.4.4 膜层成分的EDS分析
4.4.5 复合材料表面植酸转化膜成膜机理分析
4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3157995
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