收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钛合金表面生物活性化及仿生生长羟基磷灰石研究

郭智文  
【摘要】:本文采用热氧化及离子注入法对Ti6Al4V合金进行表面改性,结果发现:这两种方法均可以显著提高Ti6Al4V合金的生物活性,与注氧层相比,热氧化形成的氧化层具有较好的生物活性,在较短时间内仿生生长出一层富含Ca和P的羟基磷灰石涂层。 随着热氧化温度的提高,Ti6Al4V合金表面氧化层的粗糙度增大,致密性以及与基体的结合强度变差,在900℃时宏观上出现脱落。由XRD分析可知,氧化层中的金红石二氧化钛的含量逐渐增多,生物活性提高。 在碱处理后,Ti6Al4V合金的氧化层变得致密,粗糙度减小,在SBF溶液中浸泡后,氧化层表面的沉积颗粒分布均匀,团聚现象减少。随着NaOH溶液浓度的增大,生物活性提高。但是过高浓度的碱溶液处理后使模拟体液的pH值剧烈波动,不利于后续羟基磷灰石的仿生生长。 采用等离子体基离子注入技术对Ti6Al4V合金在50kV,注入剂量为6×10~(17)/cm~2,形成蓝色注氧层。随着退火温度的升高,注氧层表面的粗糙度先减小后增大,NaOH溶液处理和SBF溶液浸泡后,表面出现富含Ca、P的沉积点,生物活性逐渐提高。 经过离子注入工艺处理的Ti6Al4V合金在SBF溶液中浸泡14d,表面未观察到陶瓷层,而Ti6Al4V合金经热氧化,碱处理后,在SBF溶液中浸泡11d表面出现一层富含钙、磷的陶瓷层。随着预处理中热氧化温度的升高,陶瓷层表面的裂纹先减少后增多,在750℃时裂纹最少,在800℃以上时陶瓷层出现局部脱落。经XRD分析,陶瓷层为羟基磷灰石,随着热氧化温度的升高,羟基磷灰石的结晶度提高。经红外吸收光谱和XPS分析可知,羟基磷灰石陶瓷层中含有CaCO_3、CaHPO_4和Ca_3(PO_4)_2,其Ca/P的比值随氧化温度的升高由1.24增大到1.69,接近羟基磷灰石的标准值。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R318.08

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王一平,朱丽,李韡,胡彤宇,廖明锋,冀秀玲;仿生合成技术及其应用研究[J];化学工业与工程;2001年05期
2 侯猛;王小祥;;Ti6Al7Nb和Ti6Al4V合金的热氧化行为[J];材料热处理学报;2010年07期
3 李永华;檀雯;郑洁;齐广霞;王忠堂;;医用钛合金羟基磷灰石涂层的研究动态[J];金属功能材料;2008年02期
4 陈民芳;王晓伟;崔忠波;由臣;李述军;杨锐;;氧化温度对β-Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金表面生物活性的影响[J];金属热处理;2009年01期
5 赵凤娟;宋英;王福平;;医用钛合金及其表面活化的研究现状[J];金属热处理;2009年02期
6 杨峰;网络环境下区域性科技信息资源的共建共享[J];科技情报开发与经济;2004年10期
7 陈国景;王臻;袁伟;芦斌;马超;张小军;;钛合金经皮植入式假肢骨内固定植入体表面经生物陶瓷改性后与骨整合的研究[J];科学技术与工程;2008年04期
8 邵志松;赵晴;裴金榜;;Ti6Al4V钛合金表面羟基磷灰石陶瓷膜的制备[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2008年03期
9 张爱娟;;模拟体液法制备仿生纳米级羟基磷灰石[J];山东大学学报(工学版);2008年05期
10 王昌祥;关节置换材料及摩擦磨损[J];生物医学工程学杂志;1997年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李亚东;羟基磷灰石基生物陶瓷复合涂层的制备及其结构性质研究[D];大连轻工业学院;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘华,崔春翔,申玉田;生物医用钛合金的表面改性[J];河北工业大学学报;2003年05期
2 袁学敏;崔春翔;赵中雷;戚玉敏;;Ti-15Mo-3Nb合金表面活化研究[J];河北工业大学学报;2006年02期
3 石锐;丁涛;刘全勇;刘力;张立群;陈大福;田伟;;生物弹性体的研究进展 Ⅰ.硅橡胶[J];合成橡胶工业;2006年03期
4 赵久艾;;对水热法制备不同纳米晶的条件研究[J];化工时刊;2009年09期
5 马文宝;张立志;;仿生膜的研究进展[J];化工进展;2007年11期
6 崔新战;黄霞;关绍康;侯树森;;高分子材料涂覆金属方法研究进展[J];化工新型材料;2012年04期
7 张文龙;刘燕燕;李永绣;蒋柏泉;;碳酸钙磷酸化工艺制备多孔球形羟基磷灰石[J];过程工程学报;2006年01期
8 刘海弟;李福志;赵璇;陈运法;;工业石膏合成羟基磷灰石及其对Pb~(2+),Cu~(2+),Zn~(2+)和Ni~(2+)的吸附作用[J];过程工程学报;2008年01期
9 周仲实;周小平;;磷酸钙包膜催化剂合成高纯度乙烯基异丁基醚[J];化学试剂;2006年02期
10 郭英;李酽;李乐;才华;;纳米羟基磷灰石的超声波辅助水热合成及其表征[J];化学世界;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何莉萍;;Si(100)基体上的羟磷灰石/Al_2O_3复合材料双涂层的制备和表征(英文)[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
2 左桂福;刘超;何芳;万怡灶;;聚甲基丙烯酸甲酯/羟基磷灰石纳米复合材料的制备及表征[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
3 任强;武秀兰;;钛基HA涂层制备技术研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2003年学术年会论文集[C];2003年
4 信世堡;;微弧氧化技术及其在钛合金表面处理中的应用[A];高性能防腐蚀涂装及表面保护技术的应用与发展——第16届全国表面保护技术交流会论文集[C];2011年
5 赵立臣;崔春翔;王倩;李诺;;生物医用纯镁和镁合金的腐蚀研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
6 徐可为;;羟基磷灰石生物涂层的制备及其生物与力学相容性设计[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
7 于振涛;周廉;王克光;;外科植入件用生物医用钛合金的研究与开发[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
8 胡会利;屠振密;朱永明;李宁;于元春;;钛及钛合金表面阳极氧化处理的进展[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年
9 侯向辉;刘鑫;谢力;沈健;;羟基磷灰石电化学沉积的新工艺——阴极旋转电沉积[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
10 尹燕;夏天东;马宝玉;达国祖;;NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层的工艺研究[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨春;羟基磷灰石(HAP)材料制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 宋小梅;纳米结构TiO_2光电复合薄膜的协同效应[D];浙江大学;2010年
3 吴波;电化学合成羟基磷灰石涂层及其性能研究[D];大连理工大学;2011年
4 田亮亮;镍基金属镀层的电沉积制备及其性能研究[D];兰州大学;2011年
5 吕维玲;AZ91D镁合金微弧氧化膜制备的调控及膜层表征方法的研究[D];兰州理工大学;2010年
6 王艳;Ti6A14V合金及其改性层的冲击磨损行为研究[D];西南交通大学;2011年
7 林修洲;钛合金扭动微动腐蚀行为研究[D];西南交通大学;2010年
8 逯平;可吸收镁合金血管支架材料腐蚀与药物释放双重可控研究[D];天津大学;2009年
9 赵国亮;低模量钛合金表面等离子喷涂与微弧氧化涂层特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 吴亚惠;原位化学氧化法制备纳米TiO_2薄膜及其光催化降解性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
2 宁铮;TC4钛合金微弧氧化膜层的摩擦性能研究[D];南昌航空大学;2010年
3 柳丽梅;纳米羟基磷灰石的表面修饰及其细胞相容性的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 潘明利;重组胶原蛋白调控钛表面仿生矿化的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 王建军;镍钛合金堵闭器钽镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 江源胜;锌离子掺杂及电解液浓度变化对电化学沉积钙磷盐涂层的影响[D];浙江大学;2011年
7 焦明洁;电化学方法在金属钛表面沉积掺镁/掺锶羟基磷灰石涂层[D];浙江大学;2011年
8 宋学毅;复合喷涂方法制备仿生表面的人工关节的研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 李倩;金合金和含钛镍铬合金的表面粗糙度与细菌黏附的比较[D];山西医科大学;2010年
10 李佳庆;铝合金表面不同颜色微弧氧化陶瓷层的制备工艺研究[D];吉林大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘华,崔春翔,申玉田;生物医用钛合金的表面改性[J];河北工业大学学报;2003年05期
2 邬鸿彦,朱明刚,孔令宜,黄立枝;纳米级羟基磷灰石生物陶瓷粉末的制备新方法[J];河北师范大学学报;1997年03期
3 李新化,郑治祥,汤文明,吕君,刘君武;羟基磷灰石生物陶瓷材料的现状及展望[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2002年06期
4 刘昌胜,沈卫,顾燕芳,胡黎明;非陶瓷羟基磷灰石人工骨的研究[J];化工进展;1996年01期
5 李蔚,高濂;纳米羟基磷灰石粉体的制备和低温烧结[J];过程工程学报;2002年04期
6 曲海波,宋晨路,程逵,沈鸽,翁文剑,杜丕一,韩高荣;纳米含氟磷灰石涂层及其在模拟溶液中的行为[J];过程工程学报;2002年04期
7 王迎军,宁成云,赵子衷,李尚周,刘正义,卢国辉;HA 生物活性陶瓷涂层的爆炸喷涂与等离子喷涂[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年07期
8 刘羽,钟康年,胡文云;钙磷比对溶—凝法合成羟基磷灰石特征的影响[J];化学工业与工程技术;1997年01期
9 王一平,朱丽,李韡,胡彤宇,廖明锋,冀秀玲;仿生合成技术及其应用研究[J];化学工业与工程;2001年05期
10 唐睿康;表面能与晶体生长溶解动力学研究的新动向[J];化学进展;2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 田俊玲;钛合金种植体表面生物活性陶瓷涂层研究[D];北京工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王月勤;陶杰;王玲;何娉婷;孙涛;;钛基材上羟基磷灰石生物活性研究[J];南京航空航天大学学报;2007年05期
2 杨军;陈治清;;壳聚糖—羟基磷灰石复合材料修复骨缺损的实验研究[J];口腔医学研究;1992年01期
3 刘舜尧,左鹏;利用快速成型技术制造人工骨骼[J];机械工程师;2005年06期
4 杨辉;张林;徐可为;;水热处理对共沉淀法制备羟基磷灰石晶粒尺寸的影响[J];硅酸盐学报;2007年01期
5 李亚鹏;叶雅静;鹿芹芹;郭云珠;尹大川;;医用金属表面羟基磷灰石复合涂层研究进展[J];材料导报;2011年07期
6 张彩珍;李运;汤玉斐;赵康;;射频磁控溅射法制备羟基磷灰石/β-磷酸三钙生物涂层[J];生物骨科材料与临床研究;2008年02期
7 张玉军,尹衍升,王迎军;羟基磷灰石及其复合生物陶瓷材料研究进展[J];生物医学工程学杂志;1999年S1期
8 白石;莫安春;陈治清;鲜苏琴;吴红崑;;钇/羟基磷灰石复合纳米晶体微粒的制备及性能[J];中国口腔种植学杂志;2006年01期
9 殷海荣;唐保军;李阳;章春香;;超声时间对羟基磷灰石/明胶复合材料生物学性能的影响[J];陶瓷;2008年10期
10 王莉丽;王秀峰;江红涛;;HA-ZrO_2生物复合材料的制备[J];昆明理工大学学报(理工版);2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李波;周满;彭汝忠;曾金;马勇;廖晓玲;;纳米羟基磷灰石粉体制备工艺及影响因素研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
2 王茜;蔡洁明;;热触发自组装型羟基磷灰石/胶原复合材料的基础研究[A];全国第三次牙体牙髓病学临床技术研讨会论文汇编[C];2009年
3 贺盟;常春雨;彭娜;张俐娜;;纤维素/羟基磷灰石纳米复合膜的结构和性质[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 辛剑宇;朴莹莹;张倩;李建树;;磷酸化环糊精凝胶诱导羟基磷灰石矿化的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 毛钊;尹英;毛曦;储成林;;老年人牙周膜细胞附着于纳米-羟基磷灰石上的形态学观察[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第一次学术年会会议论文集[C];2009年
6 蒋笑;周大勇;朱蓓薇;;南极磷虾壳聚糖-羟基磷灰石复合材料的制备及其去除六价铬的研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
7 侯惠娟;吴鹏;吴兰;;羟基磷灰石/壳聚糖复合材料用于去除水中刚果红[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
8 刘红艳;石艳军;侯风萍;黄亮;曾正志;;掺杂CePO_4:Tb的羟基磷灰石纳米颗粒的合成及氧化还原荧光开关性能研究[A];甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C];2011年
9 徐赫;柏树令;;骨髓间充质干细胞复合纳米相羟基磷灰石/胶原复合材料的体外相容性研究[A];中国解剖学会2011年年会论文文摘汇编[C];2011年
10 杨大颐;齐民;张静莹;许洋;;锌含量对钛表面钙磷涂层结构的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陶海;羟基磷灰石修复眶壁骨折[N];健康报;2001年
2 记者 余靖静;纳米级“仿生骨”:遇撞击弯而不折能还原[N];新华每日电讯;2011年
3 黎江东 戴劲松;专家指出纳米材料可杀死癌细胞[N];中国中医药报;2001年
4 天际;飞亚达钛合金航天表助力“神六”[N];中国有色金属报;2005年
5 潘廷祥;钛:节能减排钛有功[N];中国有色金属报;2007年
6 龚华萍宁成云;生物活性人工关节[N];科技日报;2008年
7 记者 谢玉先 周军;钛合金基地“扎根”攀长钢[N];中国冶金报;2006年
8 赵永庆 杨冠军;西北院自主开发钛合金及产业化[N];中国有色金属报;2007年
9 记者白毅;传统医药在现代组织工程中延伸[N];中国医药报;2009年
10 张献怀;钛合金补片修复颅骨缺损“天衣无缝”[N];中国医药报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张文涛;羟基磷灰石冷喷涂机理与实验研究[D];吉林大学;2012年
2 仇志烨;羟基磷灰石硅酸根功能化掺杂改性及其对骨矿化促进作用的机理研究[D];华中科技大学;2012年
3 王英波;钛基羟基磷灰石复合涂层的研究[D];西南交通大学;2010年
4 任卫;反相微乳液法制备纳米羟基磷灰石的研究[D];武汉理工大学;2003年
5 刘欢叶;可注射性纳米晶羟基磷灰石/胶原/硫酸钙复合材料的实验研究[D];中国医科大学;2010年
6 张健;纳米羟基磷灰石/聚酰胺复合材料人工肱骨头的实验初步研究[D];重庆医科大学;2004年
7 杨大志;BMP-2/胶原/掺锶羟基磷灰石成骨活性材料的研究[D];华中科技大学;2011年
8 吴晓东;生物活性骨组织工程支架的研究及介孔羟基磷灰石的初步探讨[D];吉林大学;2012年
9 包全合;脉冲激光沉积羟基磷灰石薄膜微观组织及性能表征[D];山东大学;2006年
10 梁勇;纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎间融合器的实验研究[D];重庆医科大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解宁;多孔双层仿生羟基磷灰石人工骨的制备与表征[D];山东理工大学;2010年
2 张天厚;羟基磷灰石颗粒大小对成牙本质细胞MDPC-23生长的影响[D];浙江大学;2010年
3 游滢滢;纳米含氟羟基磷灰石材料的制备及其生物相容性的初步评价[D];中南大学;2010年
4 潘明利;重组胶原蛋白调控钛表面仿生矿化的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 曲海波;含氟羟基磷灰石薄膜的制备及其性能研究[D];浙江大学;2002年
6 杨雪;Ti-25Nb-2Zr钛合金表面微弧氧化膜的制备[D];天津大学;2010年
7 杨波;胶原/羟基磷灰石一体化支架修复关节软骨损伤的实验研究[D];第四军医大学;2010年
8 张胡静;丝素/羟基磷灰石支架材料的结构特性和机械性能研究[D];西南大学;2010年
9 刘涛;羟基磷灰石纤维自充填多孔生物陶瓷的制备与表征[D];西南大学;2010年
10 尚新华;明胶—羟基磷灰石—米诺环素纳米复合物与富血小板血浆复合修复拔牙窝及种植体周围骨缺损[D];安徽医科大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026