钛合金表面激光熔覆制备稀土掺杂梯度生物陶瓷涂层
发布时间：2022-01-20 04:26
羟基磷灰石(HA,Ca10（PO4）6（OH）2)是一种生物相容性和生物活性材料,由于其结构与骨矿物相似,被用于不同的生物医学应用。TC4钛合金具有密度低、比强度高、疲劳强度高、生物相容性优异等性能,被广泛应用于生物医学领域。硼（B）是人体生理学的必需元素,它能促进骨骼强度,提高骨骼细胞的密度,增加骨骼对钙磷元素的吸收。此外,氧化镧（La2O3）是一种重要的稀土氧化物,可以提高HA的拉伸和弯曲强度,掺杂低含量的氧化镧可以提高生物活性,同时稀土氧化物可以改善激光熔覆过程中出现的熔覆层质量问题。本课题通过添加稀土元素进一步提升涂层的生物活性和改善激光熔覆过程中出现的质量问题,探索出最优的熔覆层厚度,确定最佳激光熔覆工艺参数,在此基础上进行不同稀土添加量的研究,最后确定最优的稀土添加量。本课题通过激光熔覆技术制备出了稀土掺杂的生物陶瓷涂层,采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）等实验设备研究了稀土氧化物添加量对熔覆层物相组成、力学性能、耐腐蚀性能和生物活...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤激光器
南华大学硕士学位论文14加入0.1%的聚乙烯醇水溶液，制备成膏体状。在试样周围裹上一圈胶带，使试样呈现为一个无盖的正方体容器，计算出不同预置厚度所需要的膏体体积，用针管吸取定量的膏体将之涂覆在试样表面。随后将其置于水平桌面上，在常温下静置24小时后，放入真空干燥箱35℃下中干燥2小时。预置涂层表面形貌如图2.1。图2.1预置涂层表面形貌Fig.2.1Pre-paintedsurfacetopography2.2.2激光熔覆实验实验所用激光器为XL-F500型光纤激光器，激光设备如图2.2。图2.2光纤激光器Fig.2.2fiber-opticlaser
第2章实验材料和实验方法15本课题的激光熔覆实验主要有三个部分。第一部分，探索涂层的预置层厚度，通过对熔覆层的宏观形貌的观察确定较为理想的预置层厚度；第二部分，在熔覆粉末中添加0.6wt.%La2O3的情况下，探索激光熔覆制备稀土掺杂生物陶瓷涂层的激光熔覆工艺参数，具体探索范围通过课题组前期探索和文献得出；第三部分，在理想激光熔覆工艺参数确定之后，研究熔覆层中添加不同含量的稀土氧化物La2O3对熔覆层性能的影响，确定最佳的La2O3添加量。2.3熔覆层组织与性能表征2.3.1熔覆层形貌分析将熔覆之后的试样置于酒精溶液容器中超声清洗15分钟，用智能型数字式3D显微镜观察试样的表面宏观形貌。图2.3智能型数字式3D显微镜Fig.2.3Intelligentdigital3Dmicroscope
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁复合场对Ni60合金凝固过程中显微组织和裂纹的影响[J]. 林英华,袁莹,王梁,胡勇,张群莉,姚建华. 金属学报. 2018(10)
[2]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)
[3]稀土含量对Ca-P陶瓷涂层组织及细胞相容性的影响[J]. 白杨,刘其斌,徐鹏,朱益志,张时维. 中国表面工程. 2016(05)
[4]Y2O3对激光熔覆钛基复合涂层生物性能的影响[J]. 郑敏,方奥,刘其斌,樊丁,张建斌. 稀有金属材料与工程. 2015(11)
[5]稀土氧化物添加量对激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层组织性能的影响[J]. 朱益志,刘其斌,蒋海兵,徐鹏. 稀有金属. 2016(05)
[6]稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层在模拟体液中组织形貌与降解性能的影响[J]. 蒋海兵,刘其斌,张玲琰,朱益志. 稀有金属. 2016(06)
[7]Y2O3-CeO2稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层中HA的影响[J]. 蒋海兵,刘其斌,张玲琰. 中国表面工程. 2014(03)
[8]混合稀土掺杂对宽带激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响[J]. 张玲琰,刘其斌,江佩泽,张政. 稀有金属. 2014(04)
[9]激光熔覆技术研究现状及其发展[J]. 王东生,田宗军,沈理达,黄因慧. 应用激光. 2012(06)
[10]Ti6Al4V合金表面激光熔覆功能复合涂层研究进展[J]. 张晓伟,刘洪喜,蒋业华,王传琦,曾维华. 稀有金属材料与工程. 2012(01)
硕士论文
[1]钛合金表面激光熔覆制备含硼GaP生物陶瓷涂层[D]. 刘均环.南华大学 2019
本文编号：3598169
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤激光器
南华大学硕士学位论文14加入0.1%的聚乙烯醇水溶液，制备成膏体状。在试样周围裹上一圈胶带，使试样呈现为一个无盖的正方体容器，计算出不同预置厚度所需要的膏体体积，用针管吸取定量的膏体将之涂覆在试样表面。随后将其置于水平桌面上，在常温下静置24小时后，放入真空干燥箱35℃下中干燥2小时。预置涂层表面形貌如图2.1。图2.1预置涂层表面形貌Fig.2.1Pre-paintedsurfacetopography2.2.2激光熔覆实验实验所用激光器为XL-F500型光纤激光器，激光设备如图2.2。图2.2光纤激光器Fig.2.2fiber-opticlaser
第2章实验材料和实验方法15本课题的激光熔覆实验主要有三个部分。第一部分，探索涂层的预置层厚度，通过对熔覆层的宏观形貌的观察确定较为理想的预置层厚度；第二部分，在熔覆粉末中添加0.6wt.%La2O3的情况下，探索激光熔覆制备稀土掺杂生物陶瓷涂层的激光熔覆工艺参数，具体探索范围通过课题组前期探索和文献得出；第三部分，在理想激光熔覆工艺参数确定之后，研究熔覆层中添加不同含量的稀土氧化物La2O3对熔覆层性能的影响，确定最佳的La2O3添加量。2.3熔覆层组织与性能表征2.3.1熔覆层形貌分析将熔覆之后的试样置于酒精溶液容器中超声清洗15分钟，用智能型数字式3D显微镜观察试样的表面宏观形貌。图2.3智能型数字式3D显微镜Fig.2.3Intelligentdigital3Dmicroscope
【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁复合场对Ni60合金凝固过程中显微组织和裂纹的影响[J]. 林英华,袁莹,王梁,胡勇,张群莉,姚建华. 金属学报. 2018(10)
[2]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)
[3]稀土含量对Ca-P陶瓷涂层组织及细胞相容性的影响[J]. 白杨,刘其斌,徐鹏,朱益志,张时维. 中国表面工程. 2016(05)
[4]Y2O3对激光熔覆钛基复合涂层生物性能的影响[J]. 郑敏,方奥,刘其斌,樊丁,张建斌. 稀有金属材料与工程. 2015(11)
[5]稀土氧化物添加量对激光熔覆磷酸钙陶瓷涂层组织性能的影响[J]. 朱益志,刘其斌,蒋海兵,徐鹏. 稀有金属. 2016(05)
[6]稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层在模拟体液中组织形貌与降解性能的影响[J]. 蒋海兵,刘其斌,张玲琰,朱益志. 稀有金属. 2016(06)
[7]Y2O3-CeO2稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层中HA的影响[J]. 蒋海兵,刘其斌,张玲琰. 中国表面工程. 2014(03)
[8]混合稀土掺杂对宽带激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响[J]. 张玲琰,刘其斌,江佩泽,张政. 稀有金属. 2014(04)
[9]激光熔覆技术研究现状及其发展[J]. 王东生,田宗军,沈理达,黄因慧. 应用激光. 2012(06)
[10]Ti6Al4V合金表面激光熔覆功能复合涂层研究进展[J]. 张晓伟,刘洪喜,蒋业华,王传琦,曾维华. 稀有金属材料与工程. 2012(01)
硕士论文
[1]钛合金表面激光熔覆制备含硼GaP生物陶瓷涂层[D]. 刘均环.南华大学 2019
本文编号：3598169
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