亞音速火焰噴涂（HA-BG）-（Ti-G）生物復合涂層的特性研究.pdf

1、在鈦合金表面采用有效的涂層制備技術形成一種較為理想的硬組織植入材料，成為近年來生物材料研究領域的熱點。但基體與涂層兩者的物理、化學性質差異較大，特別是兩者熱膨脹系數(shù)與彈性模量的不匹配，導致陶瓷涂層可能出現(xiàn)開裂、脫落等問題。為改善上述問題，本文采用在純Ti粉中加入具備生物活性的底釉玻璃(G)的方法緩解涂層應力，提高涂層的結合強度。工作層制備過程中引入生物活性玻璃(BG)，調(diào)控涂層的活性，制備出具有生物活性的復合涂層，并對其力學性能、組成、

2、顯微結構、界面特性進行了系統(tǒng)深入的研究。 首先制備了羥基磷灰石(HA)、底釉玻璃(G)、生物活性玻璃(BG)粉末及其復合噴涂粉體。結果表明：噴霧干燥可直接獲得粒度細小、分布均勻的球形HA粉體，制備復合粉體可有效避免粉體團聚。熔融破碎的添加劑底釉玻璃和生物活性玻璃為非晶的玻璃態(tài)物質，經(jīng)過煅燒后，其最終產(chǎn)物主相是Ca<,5>(PO<,4>)<,3>F，Ca<,5>(PO<,4>)<,3>F是一種新型生物材料，具有良好的骨結合性能及更

3、高的穩(wěn)定性。 采用亞音速火焰噴涂方法制備了滿足結合強度要求的Ti-G系底層。涂層性能研究表明：Ti-G系底層結合強度、微觀結構取決于復合粉體的粒度、底釉玻璃的添加量、送粉工藝及晶化處理工藝。Ti-G系底層經(jīng)700℃晶化處理后，以銳鈦型FiO<,2>為主相，金紅石型TiO<,2>為次相，同時含有少量的TiN。涂層裂紋處有晶態(tài)TiO<,2>析出，有助于愈合裂紋、阻斷有毒物質融入生體的通路。當涂層中添加粒度≤50μm底釉玻璃時，涂層表

4、面有晶態(tài)析出物Na<,2>Ti<,6>O<,13>，使涂層具有一定生物活性。晶化處理后Ti-G系底層存在的殘余應力為壓應力，殘余壓應力的存在對于提高涂層結合強度起到積極意義，其絕對值的大小取決于復合粉體中底釉玻璃的含量與粒度。 采用亞音速火焰噴涂方法制備了以8Ti2G為底層，HA-BG為工作層的生物活性涂層，涂層性能研究表明：復合粉體的粒度決定涂層結構、相組成，復合粉體中添加生物活性玻璃，改善涂層結構，抑制裂紋產(chǎn)生、擴展，提高了