HA/ZK61生物復合材料及其表面轉化膜的制備和性能研究
發(fā)布時間:2021-04-24 20:06
與臨床醫(yī)用高分子材料和無機非金屬材料相比,醫(yī)用金屬材料因其優(yōu)異的強度、良好的韌性和卓越的抗疲勞強度而廣泛應用。但常見的醫(yī)用金屬材料(不銹鋼、鈷基合金、鈦和鈦合金等)植入人體后會引發(fā)應力遮蔽效應且需要二次手術從人體中取出,增加了病患痛苦,甚至釋放一些損害人體健康的有毒離子。與常用醫(yī)用金屬材料相比,鎂及鎂合金因其具有良好的生物相容性、力學相近性和體內可降解性而在生物醫(yī)用植入材料領域發(fā)展前景廣闊。但鎂合金作為植入材料降解速率過快,超過受損骨組織的愈合速率,這限制了鎂合金在植入材料領域的發(fā)展。羥基磷灰石(HA,Ca10(PO4)6(OH)2)與人體骨組織有相似的礦物成分和結構,具有優(yōu)秀的生物相容性、骨誘導性和生物活性,但是其脆性大、韌性差的特點限制了其在承重骨移植替代材料的應用。為了結合鎂合金和羥基磷灰石的優(yōu)勢,改善鎂合金耐蝕性、力學性能和生物相容性,本文選取ZK61鎂合金粉為基體,HA粉為增強體,采用粉末冶金和熱擠壓的方法制備了HA/ZK61鎂合金復合材料,研究不同含量的HA(x=0,10,20,30wt...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:94 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 生物醫(yī)用材料概述
1.2.1 生物醫(yī)用材料的定義及分類
1.2.2 生物醫(yī)用金屬材料的性能要求
1.2.3 生物醫(yī)用金屬材料的發(fā)展現狀
1.3 生物醫(yī)用鎂合金發(fā)展狀況
1.3.1 鎂及鎂合金的物理性質
1.3.2 當前生物可降解鎂合金的研究
1.3.3 鎂基合金復合材料
1.4 鎂合金表面涂層處理
1.4.1 轉化類涂層制備方法
1.4.2 沉積類涂層制備方法
1.5 本論文的選題意義和研究內容
1.5.1 本論文的選題意義
1.5.2 本論文的主要研究內容
第2章 試樣制備及研究方法
2.1 實驗材料及儀器設備
2.1.1 實驗材料及藥品
2.1.2 實驗儀器及設備
2.2 HA/ZK61復合材料的制備
2.3 HA/ZK61復合材料表面植酸轉化膜層的制備
2.4 實驗研究方法
2.4.1 復合材料顯微組織和成分分析
2.4.2 物相分析
2.4.3 密度及孔隙率測試
2.4.4 顯微維氏硬度測試
2.4.5 壓縮性能測試
2.4.6 電化學耐蝕性能測試
2.4.7 浸泡析氫、pH、失重測試
2.5 植酸轉化膜性能測試
2.5.1 轉化膜表面形貌分析
2.5.2 轉化膜電化學性能分析
2.5.3 成膜電位—時間跟蹤
2.5.4 轉化膜成分與結構分析
2.5.5 浸泡實驗
第3章 HA/ZK61復合材料制備及性能測試
3.1 引言
3.2 實驗結果與討論
3.2.1 復合材料物相分析
3.2.2 復合材料顯微組織分析
3.2.3 復合材料的密度測試
3.2.4 復合材料的硬度測試
3.2.5 復合材料的壓縮性能測試
3.2.6 電化學測試
3.2.6.1 極化曲線
3.2.6.2 電化學阻抗譜分析
3.2.7 浸泡實驗
3.2.7.1 浸泡腐蝕性形貌
3.2.7.2 浸泡pH測試
3.2.7.3 浸泡析氫測試
3.2.7.4 浸泡失重測試
3.3 本章小結
第4章 復合材料表面植酸轉化膜制備及性能研究
4.1 引言
4.2 復合材料表面植酸轉化膜層的工藝研究
4.2.1 植酸轉化處理正交實驗
4.2.2 轉化液pH值的影響
4.2.3 轉化溫度的影響
4.2.4 轉化時間的影響
4.2.5 轉化液濃度的影響
4.3 浸泡實驗
4.3.1 浸泡pH測試
4.3.2 浸泡析氫測試
4.3.3 浸泡腐蝕形貌分析
4.4 植酸轉化膜形成過程研究
4.4.1 成膜反應動力學研究
4.4.2 轉化膜層的XRD分析
4.4.3 轉化膜層的FTIR分析
4.4.4 膜層成分的EDS分析
4.4.5 復合材料表面植酸轉化膜成膜機理分析
4.5 本章小結
第5章 結論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝
本文編號:3157995
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:94 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 生物醫(yī)用材料概述
1.2.1 生物醫(yī)用材料的定義及分類
1.2.2 生物醫(yī)用金屬材料的性能要求
1.2.3 生物醫(yī)用金屬材料的發(fā)展現狀
1.3 生物醫(yī)用鎂合金發(fā)展狀況
1.3.1 鎂及鎂合金的物理性質
1.3.2 當前生物可降解鎂合金的研究
1.3.3 鎂基合金復合材料
1.4 鎂合金表面涂層處理
1.4.1 轉化類涂層制備方法
1.4.2 沉積類涂層制備方法
1.5 本論文的選題意義和研究內容
1.5.1 本論文的選題意義
1.5.2 本論文的主要研究內容
第2章 試樣制備及研究方法
2.1 實驗材料及儀器設備
2.1.1 實驗材料及藥品
2.1.2 實驗儀器及設備
2.2 HA/ZK61復合材料的制備
2.3 HA/ZK61復合材料表面植酸轉化膜層的制備
2.4 實驗研究方法
2.4.1 復合材料顯微組織和成分分析
2.4.2 物相分析
2.4.3 密度及孔隙率測試
2.4.4 顯微維氏硬度測試
2.4.5 壓縮性能測試
2.4.6 電化學耐蝕性能測試
2.4.7 浸泡析氫、pH、失重測試
2.5 植酸轉化膜性能測試
2.5.1 轉化膜表面形貌分析
2.5.2 轉化膜電化學性能分析
2.5.3 成膜電位—時間跟蹤
2.5.4 轉化膜成分與結構分析
2.5.5 浸泡實驗
第3章 HA/ZK61復合材料制備及性能測試
3.1 引言
3.2 實驗結果與討論
3.2.1 復合材料物相分析
3.2.2 復合材料顯微組織分析
3.2.3 復合材料的密度測試
3.2.4 復合材料的硬度測試
3.2.5 復合材料的壓縮性能測試
3.2.6 電化學測試
3.2.6.1 極化曲線
3.2.6.2 電化學阻抗譜分析
3.2.7 浸泡實驗
3.2.7.1 浸泡腐蝕性形貌
3.2.7.2 浸泡pH測試
3.2.7.3 浸泡析氫測試
3.2.7.4 浸泡失重測試
3.3 本章小結
第4章 復合材料表面植酸轉化膜制備及性能研究
4.1 引言
4.2 復合材料表面植酸轉化膜層的工藝研究
4.2.1 植酸轉化處理正交實驗
4.2.2 轉化液pH值的影響
4.2.3 轉化溫度的影響
4.2.4 轉化時間的影響
4.2.5 轉化液濃度的影響
4.3 浸泡實驗
4.3.1 浸泡pH測試
4.3.2 浸泡析氫測試
4.3.3 浸泡腐蝕形貌分析
4.4 植酸轉化膜形成過程研究
4.4.1 成膜反應動力學研究
4.4.2 轉化膜層的XRD分析
4.4.3 轉化膜層的FTIR分析
4.4.4 膜層成分的EDS分析
4.4.5 復合材料表面植酸轉化膜成膜機理分析
4.5 本章小結
第5章 結論
參考文獻
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本文編號:3157995
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