喷丸对纯钛组织和性能的影响及其生物活性的强化

发布时间：2017-10-06 17:10

  本文关键词：喷丸对纯钛组织和性能的影响及其生物活性的强化

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【摘要】：为了改善种植体与骨弹性模量不匹配造成的应力遮挡效应,提高纯钛表面的力学相容性,本文采用高能喷丸技术在普通粗晶钛表面制备了晶粒尺寸随深度变化的纳米梯度涂层,研究了高能喷丸对纯钛表面组织和性能的影响,并采用后处理进一步提高生物活性,分析了后处理对高能喷丸钛仿生沉积羟基磷灰石的作用和机理。得到的主要结果如下：(1)高能喷丸在钛内形成了晶粒尺寸随深度变化的纳米梯度表层,表层显微硬度显著提高,表层弹性模量下降17%。随着喷丸时间的延长,表面晶粒进一步细化,硬度、强度均升高,但延伸率下降,塑性变差。(2)高能喷丸使纯钛表面的耐蚀性降低,润湿性下降。在模拟体液中培养时,高能喷丸处理使表面化合物的形成能力得以增强,但形成的是二氧化钛和磷酸钙,诱导磷灰石沉积的能力仍较差,生物活性没有得到明显改善。(3)碱处理提高了表面润湿性,加快了羟基磷灰石的沉积速度,缩短了沉积时间,显著改善了生物活性。喷丸45min的试样表面被纳米化后,元素扩散能力增强,羟基磷灰石的生长速度加快,表明该试样表面诱导羟基磷灰石的形成能力最强,生物活性最好。与碱处理相比,碱热处理使喷丸钛表面晶粒长大,磷灰石沉积速度减慢,磷灰石沉积能力下降,生物活性降低。
【关键词】：钛 高能喷丸 表面纳米化 羟基磷灰石 生物活性
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG668;TG146.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 生物医用钛材料10-11
• 1.2.1 钛及其合金的基本性能10
• 1.2.2 钛及其合金的生物医学应用10-11
• 1.3 应力遮挡效应11-13
• 1.3.1 应力遮挡概念11
• 1.3.2 应力遮挡问题的解决方案11-13
• 1.4 表面纳米化13-18
• 1.4.1 表面纳米化简介13-14
• 1.4.2 表面自身纳米化的方法14-17
• 1.4.3 表面自身纳米化的性能17-18
• 1.5 生物钛材料的表面改性18-21
• 1.5.1 HA的组成和性能18-19
• 1.5.2 等离子喷涂19
• 1.5.3 激光熔覆19
• 1.5.4 溶胶凝胶法19-20
• 1.5.5 微弧氧化20
• 1.5.6 仿生表面改性技术20
• 1.5.7 碱热处理20-21
• 1.6 论文研究的目的和意义21
• 1.7 论文的研究内容21-22
• 2 实验材料及研究方法22-29
• 2.1 实验的研究路线图22
• 2.2 实验材料及制备方法22-25
• 2.2.1 实验材料22-23
• 2.2.2 基体的预处理23
• 2.2.3 高能喷丸处理23-24
• 2.2.4 碱处理和碱热处理24
• 2.2.5 模拟体液培养24-25
• 2.3 高能喷丸钛的组织结构及性能测试25-29
• 2.3.1 金相组织观察25
• 2.3.2 透射电镜样品制备及观察25-26
• 2.3.3 XRD物相分析26
• 2.3.4 微观形貌观察(SEM)26
• 2.3.5 傅里叶红外分析26
• 2.3.6 表面润湿性能的检测26
• 2.3.7 显微硬度和粗糙度测试26
• 2.3.8 表面弹性模量测试26-27
• 2.3.9 室温拉伸性能测试27
• 2.3.10 电化学腐蚀实验27-29
• 3 高能喷丸对纯钛组织及力学性能的影响29-41
• 3.1 高能喷丸钛的宏观特征29-33
• 3.1.1 高能喷丸钛表面形貌29-31
• 3.1.2 高能喷丸钛横截面金相组织31-33
• 3.2 高能喷丸钛的微观组织特征33-34
• 3.3 高能喷丸对纯钛力学性能的影响34-39
• 3.3.1 高能喷丸对纯钛表面硬度的影响34-35
• 3.3.2 高能喷丸对纯钛表面弹性模量的影响35-37
• 3.3.3 高能喷丸对纯钛拉伸性能的影响37-39
• 3.4 本章小结39-41
• 4 高能喷丸对纯钛耐蚀性和生物活性的影响41-53
• 4.1 高能喷丸对纯钛耐蚀性的影响41-43
• 4.2 高能喷丸对纯钛润湿性的影响43-44
• 4.3 高能喷丸对纯钛生物活性的影响44-50
• 4.3.1 SBF培养后样品的表面形貌44-45
• 4.3.2 SBF培养后样品表面EDS分析45-47
• 4.3.3 SBF培养后样品的XRD分析47-48
• 4.3.4 SBF培养后样品的XPS分析48-50
• 4.4 讨论50-51
• 4.5 本章小结51-53
• 5 后处理对高能喷丸钛生物活性的影响53-73
• 5.1 碱处理对高能喷丸钛生物活性的影响53-64
• 5.1.1 碱处理后样品的组织特征53-57
• 5.1.2 碱处理对润湿性的影响57-58
• 5.1.3 碱处理对高能喷丸钛生物活性的影响58-64
• 5.2 碱热处理对高能喷丸钛生物活性的影响64-68
• 5.2.1 碱热处理后样品的组织特征64-66
• 5.2.2 碱热处理对高能喷丸钛生物活性的影响66-68
• 5.3 讨论68-71
• 5.4 本章小结71-73
• 6 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-82
• 附录82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：983969