微弧氧化制备钛表面磷钙生物活性涂层

发布时间：2017-05-15 01:07

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【摘要】： 本论文把微弧氧化技术用于在钛表面制备类羟基磷灰石(HA)的含磷、钙活性涂层。采用自制的微弧氧化简易装置，在钛表面制备了含磷、钙的涂层。 对实验制得的涂层的分析表明：采用微弧氧化技术、通过微弧氧化电弧的高温烧结作用可以在钛基体表面制备含磷、钙的活性涂层。涂层是一种多孔状、与基体结合牢固、具有陶瓷特性的混合物，其性能与微弧氧化处理时电参量的选择以及电解液的温度和配方有关。在目前实验条件下，电解液中的磷酸盐可选择磷酸类铵盐，如磷酸二氢铵((NH_4)H_2PO_4)等；钙盐为不溶性的磷酸钙(Ca_3(PO_4)_2)、碳酸钙(CaCO_3)或溶解度很小的醋酸钙((CH_3COO)_2Ca·H_2O)等，其中使用醋酸钙时涂层的含钙量最高。 本论文系统地研究了微弧氧化的各工艺参数对涂层的影响，发现电解液配方是影响涂层组织和成分的主要因素；微弧氧化的电流是影响涂层性能的主要因素。在分析大量实验结果的基础上，本文给出了在目前实验条件下的最佳工艺参数。 通过对涂层进行SEM和XRD分析可知，采用微弧氧化技术在钛表面制备的含磷、钙活性涂层中的磷、钙化合物是可以通过现有手段进行活化处理的。 本文对采用微弧氧化技术在钛表面制备含磷、钙活性涂层的机理进行了初步的探讨，认为电泳理论可以解释电解液中含钙粒子向阳极运动的原因；而电弧的局部高温使阳极上发生了烧结的过程，从而在钛表面形成磷、钙涂层。
【关键词】：微弧氧化 羟基磷灰石(HA) 涂层 电解液 磷、钙化合物
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 生物医用材料的发展历程11-13
• 1.2 生物医用材料分类13-15
• 1.3 生物医用复合材料15-17
• 1.3.1 生物医用复合材料概述15-16
• 1.3.2 钛基羟基磷灰石类生物医用复合材料16-17
• 1.4 表面改性在生物医用复合材料研究中的应用17-23
• 1.4.1 表面改性应用于生物医用复合材料的现状17-19
• 1.4.2 表面活化改性方法19-23
• 1.5 本课题的方案和工作目标23-24
• 1.6 本章小节24-26
• 第2章 微弧氧化制备含磷、钙涂层的可行性分析26-33
• 2.1 微弧氧化及其基本原理26-29
• 2.1.1 微弧氧化技术简介26-27
• 2.1.2 微弧氧化的基本原理27-29
• 2.2 微弧氧化的优点29-30
• 2.3 微弧氧化用于钛表面生物活化的可行性30-32
• 2.3.1 微弧氧化用于钛表面生物活化设想的提出30-31
• 2.3.2 微弧氧化法用于钛表面生物活化的优点31-32
• 2.4 本章小节32-33
• 第3章 实验方法及设备33-38
• 3.1 实验装置及设备33-34
• 3.2 实验方法34-35
• 3.2.1 试样材料的选择34
• 3.2.2 工艺流程34-35
• 3.3 工艺参数35-36
• 3.4 分析方法36-37
• 3.5 本章小节37-38
• 第4章 涂层成分的和组织结构38-52
• 4.1 电解液中的钙盐为碳酸钙时的涂层38-42
• 4.1.1 涂层形貌38-39
• 4.1.2 成分分析39-40
• 4.1.3 物相分析40-42
• 4.2 电解液中的钙盐为磷酸钙时的涂层42-46
• 4.2.1 涂层形貌42-43
• 4.2.2 成分分析43-45
• 4.2.3 物相分析45-46
• 4.3 电解液中的钙盐为醋酸钙时的涂层46-50
• 4.3.1 涂层形貌46-47
• 4.3.2 成分分析47-49
• 4.3.3 物相分析49-50
• 4.4 涂层截面分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 工艺参数对涂层的影响52-61
• 5.1 电解液温度对涂层的影响52-53
• 5.2 微弧氧化时间对涂层的影响53-55
• 5.3 微弧氧化电流密度对涂层的影响55-58
• 5.3.1 微弧氧化电流密度对涂层形貌的影响55-56
• 5.3.2 微弧氧化电流密度对涂层厚度的影响56-58
• 5.4 微弧氧化电压对涂层的影响58-60
• 5.5 本章小节60-61
• 第6章 涂层生成机理的探讨61-66
• 6.1 微弧氧化的基本过程61-62
• 6.2 电解液中含磷、钙粒子向阳极运动的机理62-63
• 6.3 涂层中磷、钙元素的来源分析63-65
• 6.4 本章小节65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文74-75
• 致谢75

【引证文献】

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本文编号：366584