發(fā)布時間：2017-10-07 05:19

  本文關(guān)鍵詞：微弧氧化鈦表面鈣磷涂層組織結(jié)構(gòu)與腐蝕性能

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【摘要】：Ti6Al4V合金由于良好的機械性能,在硬組織植入器件制造方面的地位不斷提高,但其在臨床上面臨的最大問題是具有生物惰性,骨整合性能不佳。本文針對此問題,利用電沉積法在微弧氧化鈦合金表面制備鈣磷涂層。本文對陰極沉積工藝參數(shù)與制得的鈣磷涂層組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行了系統(tǒng)的研究,通過調(diào)整沉積工藝參數(shù),實現(xiàn)了對涂層成分、形貌的調(diào)控,并分析了涂層的形核長大機制和不同成分的涂層在SBF中的腐蝕性能。研究結(jié)果表明:電沉積溶液的溫度、成分、沉積過程中的電參數(shù)和沉積時間對涂層的組織結(jié)構(gòu)具有重要影響。電沉積溶液采用磷酸一氫鉀或磷酸二氫鉀對初期的電沉積過程有影響,但涂層的形成機制相近。沉積過程包括HPO42-、PO43-的電離,水的電解析氫,Ca2+和HPO42-、PO43-共同沉積在陰極表面形成鈣磷涂層。沉積溫度和時間會影響HPO42-的電離和水的電解析氫,進而影響溶液中HPO42-、PO43-和OH-的濃度,從而在微弧氧化鈦表面得到不同組織形貌的涂層。低溫下HPO42-轉(zhuǎn)化成PO43-很難,水的分解也很慢,涂層結(jié)構(gòu)為DCPD,高溫下基體表面易沉積HA。沉積時間增長,由于水的電解OH-不斷釋放,引起Ca(OH)2的沉淀。電沉積參數(shù)會影響溶液中游離電子的數(shù)量和運動速度,進而影響涂層的物相。電流密度較小或電壓較低時,涂層的成分為DCPD;電流密度大或電壓較高時,涂層為HA,電流密度過高,促進Ca(OH)2沉積。涂層的表面形貌與形核位置有關(guān)。在基體表面直接形核長大的HA和DCPD為片狀,HA尺寸較大,DCPD尺寸較小,構(gòu)成多孔結(jié)構(gòu);在已沉積涂層上形核長大的DCPD和HA為小尺寸的顆粒狀結(jié)構(gòu)。涂層的腐蝕性能與涂層的成分有關(guān),DCPD與HA混合涂層耐蝕性高于單一成分的DCPD或HA涂層,混合涂層中HA含量高則耐蝕性較差。
【關(guān)鍵詞】：微弧氧化鈦 陰極沉積 鈣磷涂層 腐蝕
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-26
• 1.1 課題背景及研究目的與意義8
• 1.2 生物醫(yī)用材料的活性與惰性8-9
• 1.3 硬組織替代材料9-13
• 1.3.1 硬組織植入材料的要求9-10
• 1.3.2 常用的金屬硬組織植入材料及其局限性10-13
• 1.3.3 微弧氧化鈦合金13
• 1.4 鈣磷涂層13-24
• 1.4.1 鈣磷涂層的分類、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用14-15
• 1.4.2 鈦合金表面鈣磷涂層的制備方法及腐蝕行為15-20
• 1.4.3 陰極沉積法制備鈣磷涂層的研究20-24
• 1.5 本文研究的目的和主要內(nèi)容24-26
• 第2章 試驗材料及研究方法26-29
• 2.1 試驗材料26
• 2.2 鈦合金的微弧氧化26
• 2.3 鈣磷涂層制備26-27
• 2.4 組織觀察及結(jié)構(gòu)分析27-28
• 2.4.1 掃描電子顯微鏡 (SEM)27
• 2.4.2 X-射線能量分散分光計(EDS)27
• 2.4.3 物相分析 (XRD)27-28
• 2.5 極化曲線測試28-29
• 第3章 鈣磷涂層的制備與腐蝕性能29-58
• 3.1 引言29
• 3.2 微弧氧化鈦的微觀組織結(jié)構(gòu)29-31
• 3.3 電沉積工藝參數(shù)對微弧氧化鈦表面鈣磷涂層的影響31-52
• 3.3.1 溫度對涂層的影響31-35
• 3.3.2 電流密度對涂層的影響35-40
• 3.3.3 沉積時間對涂層的影響40-52
• 3.4 鈣磷涂層形成機制52-56
• 3.4.1 溫度和時間對涂層形成的影響52-54
• 3.4.2 電流密度對涂層形成特征的影響54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第4章 磷酸二氫鉀溶液中涂層的制備與性能58-71
• 4.1 引言58
• 4.2 電壓對涂層的影響58-61
• 4.3 溫度對涂層的影響61-65
• 4.4 時間對涂層的影響65-68
• 4.5 硝酸鈣和磷酸二氫鉀電解液中鈣磷涂層形成機制68-69
• 4.5.1 時間的影響69
• 4.5.2 溫度的影響69
• 4.5.3 電壓影響69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊喜臻;;鈦合金表面陽極氧化技術(shù)制備羥基磷灰石研究述評[J];長春大學(xué)學(xué)報;2008年10期

2 薛文斌,鄧志威,李永良,陳如意,張通和;Ti-6Al-4V在NaAlO_2溶液中微弧氧化陶瓷膜的組織結(jié)構(gòu)研究[J];材料科學(xué)與工藝;2000年03期

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本文編號：987138