發(fā)布時間：2017-08-07 21:25

  本文關鍵詞：微弧氧化制備Zr基非晶合金表面涂層及其生物相容性研究

  更多相關文章： Zr基非晶合金 微弧氧化 生物涂層 電化學腐蝕 血液相容性 體內生物相容性

【摘要】：本課題選用Zr46(Cu4.5/5.5Ag1/5.5)46Al8(at.%)(Zr Cu Al Ag)非晶合金為研究對象,利用微弧氧化表面改性技術對其處理,在其表面制備了出具有生物活性的涂層,通過改變微弧氧化電壓參數和時間參數探討了非晶合金表面涂層的形成機理,通過電化學腐蝕實驗、血液相容性試驗、口腔黏膜刺激試驗和動物皮下植入試驗等系列試驗,綜合評價了微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金的生物相容性。對Zr Cu Al Ag非晶合金進行了表面改性處理,優(yōu)化設計了微弧氧化電解液的成分比例,在不同微弧氧化電壓條件下制備了Zr Cu Al Ag非晶合金的表面涂層,觀察分析了微弧氧化電壓對涂層表面顯微形貌和元素成分含量的影響,研究發(fā)現,涂層表面形貌為多孔狀結構,涂層中含有基體合金和電解液的組成元素,涂層中的Cu和Al元素的含量顯著低于鑄態(tài)非晶合金,其中350 V電壓時涂層中Ca/P值達到1.65左右,Cu和Al元素分別為13.38%(wt.%)和2.62%(wt.%)。XRD分析發(fā)現,表面涂層中存在Zr O2、Si O2和羥基磷灰石(HA)等物相,HA的出現表明微弧氧化制備的非晶合金涂層具有良好的生物活性。在350 V電壓下,通過研究不同微弧氧化時間對Zr Cu Al Ag非晶合金表面涂層厚度的變化規(guī)律,探討了微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金表面涂層的形成機理。對不同電壓條件下微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金進行了電化學腐蝕實驗,結合電極化曲線和相應的電化學參數,評價其耐腐蝕性能。研究發(fā)現,在0.9%Na Cl溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液和PBS溶液中,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金的腐蝕傾向性均低于鑄態(tài)非晶合金和Ti-6Al-4V合金,即微弧氧化后Zr Cu Al Ag非晶合金具有更好的耐腐蝕性,且350 V條件下微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金的耐腐蝕性能最佳。通過對電化學腐蝕后各種合金試樣在PBS溶液中析出離子的含量進行測試分析,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金有毒元素(如Al和Cu)的析出量小于鑄態(tài)非晶合金,這表明,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金具有更好的生物安全性。對不同電壓條件下微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金進行了溶血率、凝血酶原時間、部分凝血酶原時間、體外動態(tài)凝血時間和血小板黏附數量等試驗,結果表明,微弧氧化能夠顯著提高Zr Cu Al Ag非晶合金抗凝血性和抗血栓性,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金具有良好的血液相容性。對不同電壓條件下微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金進行了體內生物相容性評價,動物口腔黏膜試驗評定結果顯示,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金對口腔黏膜的刺激反應評級為無和輕度反應,適宜于作為生物醫(yī)用金屬材料。皮下植入試驗的研究發(fā)現,微弧氧化Zr Cu Al Ag非晶合金在皮下植入12周后,皮下組織細胞恢復正常,從而表現出良好的生物相容性。
【關鍵詞】：Zr基非晶合金 微弧氧化 生物涂層 電化學腐蝕 血液相容性 體內生物相容性
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 前言10-11
• 1.2 Zr基非晶合金的發(fā)展概況與性能11-12
• 1.3 Zr基非晶合金生物相容性的研究現狀12-16
• 1.4 表面處理Zr基非晶合金生物相容性的研究現狀16-21
• 1.5 本課題的研究意義及研究內容21-23
• 第2章 材料制備與研究方法23-29
• 2.1 材料制備23-25
• 2.1.1 Zr基非晶合金的制備與處理23-24
• 2.1.2 Zr基非晶合金的微弧氧化24-25
• 2.2 材料分析測試與研究方法25-29
• 2.2.1 熱分析25
• 2.2.2 X射線衍射分析25-26
• 2.2.3 掃描電鏡和能譜分析26
• 2.2.4 透射電子顯微鏡分析26
• 2.2.5 電化學腐蝕分析26-27
• 2.2.6 離子析出分析27
• 2.2.7 血液相容性試驗分析27-28
• 2.2.8 動物口腔黏膜刺激試驗分析28
• 2.2.9 動物皮下植入試驗分析28-29
• 第3章Zr基非晶合金微觀結構與微弧氧化表面改性29-44
• 3.1 前言29
• 3.2 Zr基非晶合金的熱分析29-30
• 3.3 Zr基非晶合金的顯微組織分析30-31
• 3.3.1 XRD結構表征與結果30
• 3.3.2 透射電子顯微鏡分析30-31
• 3.4 Zr基非晶合金的微弧氧化表面改性31-42
• 3.4.1 微弧氧化電解質溶液的選擇與優(yōu)化31-35
• 3.4.2 微弧氧化電壓對涂層顯微形貌和元素含量影響35-38
• 3.4.3 微弧氧化Zr基非晶合金涂層XRD結構分析38-39
• 3.4.4 微弧氧化時間對涂層形成的影響39-41
• 3.4.5 涂層的生長機理分析41-42
• 3.5 本章小結42-44
• 第4章 微弧氧化Zr基非晶合金的體外生物相容性44-58
• 4.1 前言44
• 4.2 微弧氧化Zr基非晶合金的生物腐蝕行為44-50
• 4.2.1 電化學腐蝕行為44-49
• 4.2.2 離子析出49-50
• 4.3 血液相容性50-56
• 4.3.1 試驗材料與儀器50
• 4.3.2 溶血試驗及結果50-51
• 4.3.3 體外凝血時間試驗及結果51-52
• 4.3.4 體外動態(tài)凝血時間測定試驗及結果52-54
• 4.3.5 血小板黏附試驗及結果54-56
• 4.4 本章小結56-58
• 第5章 微弧氧化Zr基非晶合金的體內生物相容性58-67
• 5.1 前言58
• 5.2 動物口腔黏膜刺激試驗58-61
• 5.2.1 試驗材料與方法58-59
• 5.2.2 試驗步驟與觀察指標59
• 5.2.3 試驗結果與討論59-61
• 5.3 動物皮下植入試驗61-66
• 5.3.1 試驗材料與方法61
• 5.3.2 試驗步驟與觀察指標61-63
• 5.3.3 結果分析與討論63-66
• 5.4 本章小結66-67
• 結論67-69
• 參考文獻69-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果77-79
• 致謝79

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 王亞明;Ti6Al4V合金微弧氧化涂層的形成機制與摩擦學行為[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

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本文編號：636792