無(wú)Ni型Zr基大塊非晶合金的表面處理及生物相容性研究.pdf

1、本論文采用電弧熔煉/銅模吸鑄法制備了Zr62Cu20Fe5Al10Nb3大塊非晶合金。利用X射線衍射分析（XRD）、示差掃描量熱儀（DSC）、Instron力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)設(shè)備及細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等手段研究了該非晶合金的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能及細(xì)胞相容性。并用微弧氧化方法對(duì)非晶合金進(jìn)行了表面處理。用XRD、EDS、SEM、表面輪廓儀及劃痕實(shí)驗(yàn)儀研究了氧化膜的物相和元素組成、表面截面形貌和表面粗糙度及氧化膜結(jié)合強(qiáng)度。
　　

2、 為了滿足表面處理對(duì)試樣的要求，在實(shí)驗(yàn)室前期研究的基礎(chǔ)上本論文首先開(kāi)發(fā)了Zr62Cu20Fe5Al10Nb3大塊非晶合金。XRD和DSC結(jié)果表明該合金具有較強(qiáng)的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性，可以制得尺寸為70×12×1.5mm的非晶合金片。力學(xué)測(cè)試表明該合金具有很高的強(qiáng)度和塑性及較低的彈性模量，其斷裂強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變量分別為1683MPa和9.1%，其彈性模量約為70GPa。在磷酸鹽緩沖液中的電化學(xué)測(cè)試表明該合金具有較低的鈍化電流密度，但鈍化

3、區(qū)間較窄。細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明該合金具有與聚苯乙烯相近的細(xì)胞相容性。
　　 由于非晶合金仍為惰性生物材料，本論文研究了用微弧氧化方法對(duì)非晶合金進(jìn)行表面處理以提高其生物活性。開(kāi)發(fā)了一種以Ca(OH)2、乙二胺四乙酸二鈉、Na2SiO3和Na3PO4為成分的微弧氧化電解質(zhì)溶液。在此溶液中對(duì)Zr62Cu20Fe5Al10Nb3非晶合金進(jìn)行微弧氧化得到的氧化膜主要含有四方ZrO2、SiO2，并且含有一定量的Ca和P元素，氧化膜中Ca含量隨氧