羥基磷灰石（HA）因具有優(yōu)異的生物相容性而被廣泛運用于硬組織替代材料領域,但也存在著植入人體后與骨組織反應緩慢的缺陷。硅是人體內(nèi)的一種重要微量元素,不僅可以促進膠原合成還能協(xié)同鈣加快骨組織的早期鈣化,影響骨骼的質(zhì)量。在HA涂層中添加一定量的SiO₂,將會提高涂層的生物相容性,使其更加符合人體對硬組織替代材料要求。針對涂層可能因較高含量的硅而降低其在人體內(nèi)的生物活性的問題,本文采用激光熔覆的方法,在TC4鈦合金基體上通過優(yōu)化工藝參數(shù)制備出了低硅量生物陶瓷涂層。并研究了SiO₂的添加量對涂層組織成分、力學性能、耐腐蝕性能和生物活性的影響。首先經(jīng)過大量的探索實驗,根據(jù)XRD與EDS對樣品的物相成分和組織形貌的分析,初步優(yōu)化的典型工藝參數(shù)為:激光功率P=0.8kW、掃描速度V=14 mm/s,光斑直徑為2.5 mm,氬氣流速為10 L/min。在對熔覆層的組織成分、力學性能和化學性能進行研究后發(fā)現(xiàn):涂層中上部組織為纖維狀和樹枝狀組織,部分區(qū)域連接成網(wǎng)狀;涂層中下部主要由胞狀晶、胞狀樹枝晶和少量的網(wǎng)狀組織構(gòu)成。涂層主要由CaO、TiO₂

【文章來源】：南華大學湖南省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 含硅生物陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 激光熔覆制備含硅生物陶瓷涂層的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 預置涂層的制備
        2.2.2 激光熔覆實驗
        2.2.3 熔覆層表面形貌分析
        2.2.4 熔覆層微觀組織和物相分析
        2.2.5 熔覆層的顯微硬度測試
        2.2.6 熔覆層的電化學測試
        2.2.7 熔覆層的生物活性分析
第3章 低硅生物陶瓷涂層的制備及組織性能研究
    3.1 含硅生物陶瓷涂層的制備
        3.1.1 含硅生物陶瓷涂層成分配比的確定
        3.1.2 低硅量生物陶瓷涂層的預置
    3.2 激光工藝參數(shù)對涂層顯微組織與力學性能的影響
        3.2.1 激光工藝參數(shù)對涂層宏觀形貌的影響
        3.2.2 激光工藝參數(shù)對涂層微觀組織的影響
        3.2.3 激光工藝參數(shù)對涂層物相成分的影響
        3.2.4 激光工藝參數(shù)對涂層顯微硬度的影響
2含量對涂層的影響">    3.3 SiO₂含量對涂層的影響
2含量對涂層顯微組織與力學性能的影響">        3.3.1 SiO₂含量對涂層顯微組織與力學性能的影響
2含量對涂層物相成分的影響">        3.3.2 SiO₂含量對涂層物相成分的影響
2含量對涂層顯微硬度的影響">        3.3.3 SiO₂含量對涂層顯微硬度的影響
2含量對涂層耐腐蝕性能的影響">        3.3.4 SiO₂含量對涂層耐腐蝕性能的影響
2含量對涂層生物活性的影響">        3.3.5 SiO₂含量對涂層生物活性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 激光工藝參數(shù)對過渡涂層的影響
    4.1 引言
    4.2 不同激光工藝參數(shù)對熔覆層宏觀形貌影響
    4.3 不同激光工藝參數(shù)對熔覆層微觀組織的影響
    4.4 熔覆層的XRD結(jié)果分析
    4.5 生物陶瓷涂層的顯微硬度
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 主要創(chuàng)新成果
    5.3 研究工作展望
參考文獻
作者攻讀學位期間的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3042148