微弧氧化制备Na2Ti6O13生物活性涂层的研究.pdfVIP

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微弧氧化制备Na2Ti6O13生物活性涂层的研究.pdf

第3l卷第3期 佳木斯大学学报(自然科学版) V01.31No.3 of Science 2013 2013年05月JournalJiamusi Edition) May University(Natural 文章编号:1008—1402(2013)03-0406一02 微弧氧化制备Na2Ti6O,3生物活性涂层的研究① 庄明辉,李慕勤 (佳木斯大学生物医学材料省级重点实验室。黑龙江佳木斯154007) 摘要: 为提高钛合金的生物活性与骨诱导能力,利用微孤氧化技术,在钛合金表面原位生成 均匀的多孔氧化物陶瓷涂层,并对涂层进行晶化处理,以期提高涂层的生物性能.结果表明,以 Na:CO,一NaOH为基础电解液体系,可获得具备一定厚度的涂层.生物活性涂层主相为金红石型 Na:Ti。O,,具有一定的生物活性,可提高涂层的生物性能. 关键词:微弧氧化;生物活性涂层;表面改性 文献标识码:A 中图分类号:TGl46.23;R318 30kW双极性脉冲微弧氧化电源. 0 引 言 基础电解液体系为Na:CO,一NaOH,微弧氧化 钛及钛合金具有力学性能好、耐蚀性好、生物 电压350V,阴阳极间距35mm,微弧氧化时间 相容性好等优点,目前作为重要的生物医用材料, 10min,部分试样采用300。C晶化处理,保温10h. 广泛应用于人体的关节、牙、骨等硬组织的替换,但 1.2性能检测 是其工艺性能差、结合强度低,特别是植人人体后, 存在生物活性差,结合强度低,而且缺乏骨诱导能 JsM一6360LV型扫描电子显微镜观察涂层微 力等问题【1以J.利用微弧氧化技术,在钛合金表面 观组织,试验参数:加速电压和电流分别为20kV 原位生成均匀的多孔氧化物陶瓷涂层,可有效提高 材料耐磨、耐腐蚀等性能,同时使其具有生物活 衍射仪分析涂层结构,试验用x射线源为CuK,管 性‘31. 电压40KV,管电流40mA,采用连续扫描式,扫描 鉴于微弧氧化工艺的优势,在钛合金表面采用 步长为0.02。,时间常数为0.5s. 适宜的电解液体系制备具有一定厚度的生物活性 2试验结果及分析 涂层,并选择后处理工艺,对涂层进行晶化处理,以 期得到具有部分Na2Ti。O。,的生物活性涂层材料, 2.1涂层微观形貌 提高钛合金的骨诱导能力. 钛合金经微弧氧化处理后表面形貌如图la) 1试验材料及方法 所示,Na2CO。一NaOH基础电解液体系,在电压 350V、时间lOmin的情况下,可获得具备一定厚度 1.1试验材料 的涂层,试样表面由大量呈现团状的熔融物堆积而 试验基材为Ti一3Zr一2Sn一3Mo一25Nb,由西成,没有裸露的基体金属,熔融的堆积物呈现“火 北有色金属研究院提供.线切割制成cDlomm×山锥”状,中心凹陷,外周凸起,中心的微孔相互连 lmm圆薄片,依次用380目、500目、800目、1000接,呈现网状结构.这些微孔是基体与溶液间的反 目砂纸打磨,微弧氧化前,试样依次置于丙酮、蒸馏 应通道,瞬间放电产生

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