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《沈阳理工大学》 2011年
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纯钛微弧氧化生物陶瓷膜制备工艺

原瑜  
【摘要】:本文采用微弧氧化技术,在纯钛基体表面制备具有生物活性的陶瓷层。研究了电参数和电解液组分对陶瓷层表面形貌、成分及性能的影响;并且利用模拟体液(SBF)对陶瓷层进行体外生物活性试验,探讨其表面羟基磷灰石(HA)的沉积生长过程。 在0.08mol/L磷酸氢二钠电解液体系中,利用微弧氧化方法在纯钛(TA2)表面制备含磷的生物活性膜层。实验结果表明:纯钛基体表面生成一种多孔的、具有陶瓷特性的膜层;主要由锐钛矿和少量非晶组成。正向电压的增加会引起陶瓷层表面粗糙度及厚度的增加。脉冲频率和占空比的增加会引起陶瓷层表面粗糙度及厚度的降低。在分析大量实验结果的基础上,本文给出了在目前实验条件下的最佳电参数:电压450V、脉冲频率600Hz、占空比60%,此参数下得到表面微孔数量多且大表面积的表面微孔形貌。同时通过对三种不同电解液体系(Na_2HPO_4,NaH_2PO_2,(NaPO_3)_6)中微弧氧化陶瓷膜的研究,得出以下结论:起弧电压随电解液浓度增加而降低、膜厚和粗糙度随电解液浓度增加而上升,膜层主要由P、O、Ti三种元素组成,相组成主要为锐钛矿。得出实验条件下的最佳电解液组分:0.08mol/L Na_2HPO_4(磷酸氢二钠)、0.04mol/L KOH(氢氧化钾),在此电解液组成下,膜层的表面呈大表面积的微孔形貌,耐磨性最好。 对微弧氧化陶瓷层进行模拟体液培养,结果表明:采用微弧氧化技术在纯钛表面制备的陶瓷层,可以通过模拟体液培养获得HA。涂层表面首先形成球状或颗粒状HA晶体,可见微小晶须,然后进一步长大成球状的HA晶体,将整个表面层完全覆盖。
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG174.453

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【参考文献】
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