浅析电解液钛合金表面微弧氧化生物活性涂层

论文导读：案例221.5本课题的探讨目的和作用22-24第二章钛合金表面微弧氧化膜制备及其性能探讨24-332.1实验设备与实验装置24-252.2实验策略25-262.2.1试验材料25-262.2.2主要化学试剂262.3微弧氧化含钙磷膜层的制备26-272.3.1钛合金表面处理262.3.2电解液成分与电解液的配置策略26-272.3.3试样后处理272.4生物陶瓷涂层的生
摘要：T钛合金(Ti-6Al-4V)是目前最为重要的生物医用金属材料，广泛运用于人体的关节、骨等硬组织的修复和替换，然而将钛及钛合金直接植入到人体中有着生物活性较差，结合强度较低、需要较长的愈合时间等不足。为了提升医用钛合金的生物活性，推动其与人体骨组织的结合，目前常用的策略是在材料表面涂覆羟基磷灰石（HA）涂层。但是涂层脆性大与基体界面结合强度低，容易开裂，使其利用效果大大降低。本论文为了提升钛合金的生物相容性，利用微弧氧化技术在钛合金表面制备HA涂层。分别配制以下四种不同比例的电解液：磷酸氢二钾(K_2HPO_4·3H_2O)和磷酸钙(Ca_3(PO_4)_2)、磷酸氢二钾(K_2HPO_4·3H_2O)和硅酸钙(CaSiO_3)、磷酸氢二钾(K_2HPO_4·3H_2O)和醋酸钙（(CH_3COO)_2Ca·H_2O）、磷酸氢二钾(K_2HPO_4·3H_2O)和氢氧化钙(Ca(OH)_2)溶液，通过制约微弧氧化时间、电解液成分配比、电解液浓度等，在钛合金表面制备含钙磷多孔涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱浅析仪(EDX)、万能拉伸试验机、模拟体液实验等探讨了膜层的表面形貌，涂层成分、结合强度、生物相容性等性能。探讨结果表明：不同成分的电解液配方微弧氧化后涂层钙、磷摩尔比有较大差别，对生物活性影响较大。此外，微弧氧化时间、电解液浓度等都对涂层形貌，结合强度等有较大影响，膜层的结合强度可达到49.6MPa。膜层在模拟体液（SBF）中分别侵泡7天，15天之后，表面有羟基磷灰石生成，表明生成涂层具有良好的骨诱导能力。关键词：钛合金论文微弧氧化论文电解液配方论文结合强度论文生物活性论文
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Abstract5-9
第一章 绪论9-24

1.1 生物医用材料的概述9-11

1.1 生物医用材料的概念和分类9-10

1.2 生物医用材料进展历程10-11

1.2 医用钛合金概述11-14

1.2.1 医用钛合金探讨与运用近况11-12

1.2.2 医用钛合金表面改性技术12-14

1.3 微弧氧化技术介绍14-22

1.3.1 微弧氧化技术的进展与探讨近况15-16

1.3.2 微弧氧化技术的机理16-18

1.3.3 微弧氧化技术电源工作原理18

1.3.4 微弧氧化历程的基本原理18-20

1.3.5 微弧氧化技术特点及运用20-22

1.4 本课题探讨背景与探讨案例22

1.5 本课题的探讨目的和作用22-24

第二章 钛合金表面微弧氧化膜制备及其性能探讨24-33

2.1 实验设备与实验装置24-25

2.2 实验策略25-26

2.1 试验材料25-26

2.2 主要化学试剂26

2.3 微弧氧化含钙磷膜层的制备26-27

2.3.1 钛合金表面处理26

2.3.2 电解液成分与电解液的配置策略26-27

2.3.3 试样后处理27

2.4 生物陶瓷涂层的生物安全性27-29

2.4.1 陶瓷涂层材料预处理27

2.4.2 SBF 模拟体液的制备27-29

2.5 浅析测试策略29-31

2.5.1 微弧氧化膜层厚度测定29

2.5.2 微弧氧化涂层组织观察29

2.5.3 微弧氧化涂层结合强度的测试29-31

2.6 本章小结31-33

第三章 钛合金表面微弧氧化涂层探讨33-52

3.1 引言33

3.2 电解液不同成分配方对微弧氧化涂层的影响33-39

3.

2.1 电解液不同成分配方对微弧氧化涂层表面形貌的影响34-36

3.

2.2 电解液不同成分配方对微弧氧化涂层活性元素含量的影响36-38

3.

2.3 电解液不同成分配方对微弧氧化涂层厚度的影响38-39

3.3 电解液钙磷摩尔比不同对微弧氧化涂层的影响39-42

3.1 电解液钙磷摩尔比不同对微弧氧化涂层表面形貌的影响39-41

3.2 电解液钙磷摩尔比不同对微弧氧化涂层活性元素含量的影响41-42

3.4 电解液浓度不同对微弧氧化涂层的影响42-47

3.4.1 电解液不同浓度对微弧氧化涂层表面形貌的影响42-44

3.4.2 电解液不同浓度对微弧氧化涂层活性元素含量的影响44-46

3.4.3 电解液不同浓度对微弧氧化涂层厚度的影响46-47

3.5 微弧氧化处理时间对微弧氧化涂层的影响47-51

3.5.1 微弧氧化处理时间对微弧氧化涂层表面形貌的影响47-48

3.5.2 微弧氧化处理时间对微弧氧化涂层活性元素含量的影响48-50

3.5.3 微弧氧化处理时间对微弧氧化涂层厚度的影响50-51

3.6 本章小结51-52

第四章 钛合金表面微弧氧化涂层体外性能测试52-58
4.1 微弧氧化膜层与基体的结合论文导读：强度52-534.2微弧氧化膜层的生物活性53-574.2.1微弧氧化膜层表面形貌浅析53-544.2.2微弧氧化膜层表面能谱浅析54-574.2.3羟基磷灰石形成机理574.3本章小结57-58结论58-59参考文献59-63致谢63上一页12
强度52-53

4.2 微弧氧化膜层的生物活性53-57

4.

2.1 微弧氧化膜层表面形貌浅析53-54

4.

2.2 微弧氧化膜层表面能谱浅析54-57

4.

2.3 羟基磷灰石形成机理57

4.3 本章小结57-58
结论58-59
参考文献59-63
致谢63