钛合金表面激光熔覆制备含硼GaP生物陶瓷涂层

发布时间：2021-05-20 19:28

　　TC4钛合金因具备良好的生物相容性被用作CaP系生物陶瓷涂层的载体。羟基磷灰石（HA）是CaP系生物陶瓷的主要成员,它具有良好的生物活性常用于骨组织修复替代。作为替代骨植入材料,HA存在与骨组织反应缓慢的缺点,不利于受损骨组织的修复。B是人体生理学的必需元素,在骨组织方面具有加快受损组织血管修复和骨生成的生物学效应。为提高医用TC4钛合金表面熔覆羟基磷灰石涂层的植入稳定性和生物活性,采用激光熔覆方法以HA和CaB₆为熔覆粉末制备出不同含硼量的CaP生物陶瓷涂层。利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）表征了熔覆层组织形貌和物相组成。通过电化学腐蚀和体外SBF浸泡实验研究了CaB₆含量对熔覆层耐腐蚀性和生物活性的影响。论文研究结果如下:在熔覆粉末质量比为HA:CaB₆=95:5条件下,通过激光熔覆正交实验确定了制备含硼CaP生物陶瓷涂层的典型熔覆工艺参数。当激光功率P=0.9 kW、扫描速度V=14 mm/s、光斑直径为3.5 mm、搭接率为40%、氩气流速为10 L/min时可获得熔覆层组织均匀、致密,熔覆层与基材... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 骨生物活性陶瓷材料的研究现状
        1.2.1 生物活性陶瓷材料的种类和性能
        1.2.2 激光熔覆在生物陶瓷涂层中的应用
    1.3 课题主要研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 预置涂层的制备
        2.2.2 激光熔覆实验
        2.2.3 熔覆层表面热处理
    2.3 熔覆层组织与性能表征
        2.3.1 宏观形貌分析
        2.3.2 微观组织和物相分析
        2.3.3 显微硬度测试
        2.3.4 耐腐蚀性能测试
        2.3.5 SBF体外生物活性评价
第3章 含硼生物陶瓷涂层的制备及组织性能研究
    3.1 含硼生物陶瓷涂层的配比与制备
        3.1.1 涂层成分配比的确定
        3.1.2 涂层的预置
    3.2 激光熔覆工艺参数的优化
        3.2.1 工艺参数对涂层宏观形貌的影响
        3.2.2 工艺参数对熔覆层物相成分的影响
    3.3 CaB_6含量对熔覆层组织与性能的影响
        3.3.1 熔覆层显微组织形貌
        3.3.2 熔覆层物相成分的分析
        3.3.3 熔覆层显微硬度测试
        3.3.4 熔覆层耐腐蚀性能的影响
        3.3.5 熔覆层生物活性分析
    3.4 本章小结
第4章 热处理对激光熔覆制备生物陶瓷涂层的影响
    4.1 热处理工艺参数的确定
        4.1.1 热处理参数选择
        4.1.2 热处理后熔覆层物相与微观组织分析
    4.2 热处理对熔覆层显微组织和性能的影响
        4.2.1 熔覆层显微组织
        4.2.2 熔覆层显微硬度测试
        4.2.3 熔覆层耐腐蚀性能分析
        4.2.4 熔覆层生物活性分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要研究结论
    5.2 研究工作展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金表面激光熔覆制备低含硅量生物陶瓷涂层[J]. 孙楚光,刘均环,陈志勇,朱卫华,朱红梅,何彬,王新林.  红外与激光工程. 2018(03)
[2]生物医用材料前沿领域研究现状及发展[J]. 李军男.  新材料产业. 2016(02)
[3]激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌.  稀有金属材料与工程. 2009(11)
[4]含硅羟基磷灰石生物陶瓷的湿法合成及结构特征(英文)[J]. 肖凤娟,常虹,韩玉芳,庞敏.  硅酸盐学报. 2007(09)



本文编号：3198311