鎂合金生物陶瓷復合涂層的制備與性能研究.pdf

1、鎂合金是一種適合于醫(yī)用的金屬植入材料，無毒副作用、可降解性以及生物力學性能良好。另一方面，鎂合金存在耐蝕性差和生物相容性不佳的缺點，限制了它的應用。因此，在不影響鎂合金良好性能的前提下降低它的腐蝕速率并提高其生物相容性成為當前研究的重點。而對鎂合金進行表面改性是重要的研究方法之一。
　　研究首先采用微弧氧化(MAO)技術在鎂合金表面進行探索性試驗，得到較好的基礎電解液、添加劑組合以及MAO工藝參數，在此基礎上制備MAO涂層。另外，

2、為進一步提升MAO涂層的耐蝕性和生物學性能，使用電泳沉積(EPD)法在MAO涂層上沉積納米羥基磷灰石(HA)以制備微弧氧化-電泳沉積(MAO&EPD)復合涂層。采用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對涂層的表面、斷面形貌以及物相組成進行分析;利用附著力劃痕儀測試涂層與鎂合金基體之間的結合力;使用高溫摩擦磨損試驗機測試涂層的摩擦學性能，采用慢拉伸試驗機研究 MAO&EPD復合涂層在模擬體液(SBF)中對鎂合金應力腐蝕敏感性的影響;利

3、用浸泡試驗、析氫試驗以及電化學試驗分析涂層在SBF溶液中的耐蝕性能和腐蝕降解行為。
　　通過相關試驗得到如下結論:
　　1) MAO涂層表面凹凸不平、多孔且有微裂紋，涂層由較厚多孔層和較薄致密層組成;納米添加劑組合(ZrO2+CeO2)使涂層變得更加致密;MAO&EPD復合涂層表面平整，幾乎無表面缺陷，涂層內部更加致密。
　　2) MAO涂層的主要物相為MgO和MgF2，還有少量的Mg2SiO4，添加的納米ZrO2、Y

4、2O3以及CeO2能進入到涂層中，MAO&EPD復合涂層中還出現了HA物相峰值。
　　3)劃痕試驗證明納米添加劑組合（ZrO2+CeO2）和（ZFO2+Y2O3）能提高MAO涂層和鎂合金基體之間的結合力，但EPD處理對涂層結合力的影響不顯著。
　　4)摩擦磨損試驗證明納米添加劑組合（ZrO2+CeO2）能夠改善MAO涂層的耐磨性，EPD處理能進一步提升MAO涂層的耐磨性;MAO涂層和MAO&EPD復合涂層前期的磨損機制為磨粒

5、磨損，后期為疲勞磨損。
　　5)慢拉伸試驗證明鎂合金表面的 MAO&EPD復合涂層不能明顯的降低鎂合金在SBF溶液中的應力腐蝕敏感性。
　　6) MAO涂層和MAO&EPD復合涂層能提升鎂合金在SBF溶液中的耐蝕性，但MAO&EPD復合涂層的耐蝕性更好。相比無添加劑的MAO涂層，含有添加劑(ZrO2+CeO2)組合的MAO涂層的耐蝕性更好。在SBF溶液中的浸泡試驗表明，MAO&EPD復合涂層無破損的浸泡期限能達到75天，遠大