鎳鈦合金生物活性涂層制備及界面強(qiáng)化.pdf

1、在NiTi合金表面制備生物活性羥基磷灰石(HA)涂層，可以將生物陶瓷的穩(wěn)定性、良好的生物活性和金屬的高強(qiáng)度、良好的韌性結(jié)合在一起。等離子噴涂由于其操作簡(jiǎn)便，成為現(xiàn)今制備HA涂層使用較普遍的方法。但涂層界面結(jié)合狀況差、結(jié)晶度低、涂層組織粗大以及HA的分解嚴(yán)重，將導(dǎo)致涂層的脫落和植入后涂層表面的溶解，從而降低植入體的使用壽命。本研究利用激光氣體氮化技術(shù)在NiTi合金表面制備TiN枝晶表層，采用等離子噴涂技術(shù)和脈沖激光沉積的方法在激光氮化的N

2、iTi合金表面制備HA涂層，并對(duì)涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)、涂層與基體的界面結(jié)構(gòu)特征和界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下： ⑴利用激光氣體氮化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)NiTi合金的表面改性，氮化區(qū)的顯微硬度較基體合金大幅提高，同時(shí)使NiTi合金的耐磨性和耐腐蝕性能得以改善。 ⑵利用激光氣體氮化技術(shù)和選擇性腐蝕技術(shù)可在NiTi合金表面制備具有桁架結(jié)構(gòu)的3-D TiN枝晶表層。研究發(fā)現(xiàn)：基體表面形貌是影響涂層與界面結(jié)合強(qiáng)度的重要因素。用等

3、離子噴涂方法在激光氣體氮化試樣表面制備的HA涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度有很大的提高，分別是噴砂試樣、拋光試樣與涂層結(jié)合強(qiáng)度的1.8倍和3.8倍，TiN枝晶對(duì)涂層具有顯著的釘扎效應(yīng)。在Hank’s溶液中浸泡兩周后，涂層與基體界面結(jié)合強(qiáng)度會(huì)有所下降，但是結(jié)合強(qiáng)度仍能達(dá)到26MPa，遠(yuǎn)大于涂層與其它試樣的結(jié)合強(qiáng)度。涂層與基體的斷裂是層內(nèi)斷裂和涂層與基體界面斷裂的混合形式。 ⑶對(duì)脈沖激光沉積方法(PLD)制備的高結(jié)晶度HA涂層進(jìn)行初步研究發(fā)現(xiàn)