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《厦门大学》 2007年
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钛表面电泳沉积羟基磷灰石及其复合涂层的研究

倪永金  
【摘要】: Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2(羟基磷灰石,HA)是人骨等硬组织的主要无机成分,具备高的生物活性及骨传导性能,被广泛用作为生物医学植入材料。然而,纯HA陶瓷材料的力学性能较差,如脆性大,限制了它在生物医学领域的应用。为此人们致力于发展各种HA涂层或复合材料。在医用金属上涂覆HA涂层是目前复合生物医学材料领域的研究热点之一。已发展了多种在医用金属钛表面涂覆HA生物活性涂层的方法,其中,电泳沉积法,由于其工艺灵活性,低成本以及许多其它的优点,近年来受到了广泛的关注。本论文针对钛表面电泳沉积HA涂层材料面临的涂层烧结及涂层—基体界面结合的问题,作了如下研究工作。 一、在以无水乙醇作为分散溶剂的分散体系中,按不同的工艺条件,如沉积电压,热处理温度及悬浮液粉体含量,在钛表面电泳沉积HA涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征涂层的微观形貌及物相组成,通过黏结-拉伸实验测定涂层与基底的结合强度。结果表明,电泳沉积在30V电压条件下进行,可在保证涂层沉积具备一定的沉积效率的同时,获得均匀、致密的性能良好的涂层。涂层的热处理在850℃下进行,可避免HA涂层在烧结过程中发生热分解。提高悬浮液的粉体含量,有助于提高电泳沉积HA涂层的致密性,改善其烧结性能,提高烧结致密化程度;另一方面,HA涂层致密性的提高,有效地抑制了钛基底表面氧化反应,改善了涂层与基底的界面结合状态,使得HA涂层与钛基底的结合强度得到了显著的提高,从悬浮液粉体含量为5 g·L~(-1)时对应的4.54MPa,提高到悬浮液粉体含量为20 g·L~(-1)时对应的19.92MPa。 二、将反应烧结技术应用于电泳沉积HA生物涂层的工艺过程,在HA与金属Al粉的混合悬浮液体系中,电泳共沉积HA/Al复合涂层,经过适当的热处理,在钛表面制备了羟基磷灰石/氧化铝(hydroxyapatite/aluminum oxide,HA/Al_2O_3)复合涂层,与在相同条件下制备的单一HA涂层进行比较研究。采用SEM表征复合涂层的表面、横截面形貌和微观结构。采用能量散射X射线谱(EDS)分析复合涂层的化学组成。复合涂层的物相组成和热稳定性采用XRD进行表征。通过黏结-拉伸实验测定涂层与基体的结合强度。最后,通过MTT实验对复合涂层的生物学性能进行了初步表征。结果表明,复合涂层通过850℃热处理后烧结良好,且没有热分解发生。反应烧结提高了涂层的烧结致密化程度和降低基底钛表面的氧化程度。与单一HA涂层相比,HA/Al_2O_3复合涂层与基底间的结合强度得到明显提高,由单一HA涂层的19.92 MPa提高到了复合涂层的30.83 MPa。MTT实验结果表明,尽管复合涂层的生物相容性略低于单一HA涂层,但二者的制备均在一定程度上改善了基底金属钛的生物相容性。 三、采用多步沉积的方式,依次在不同HA和金属Al粉含量的悬浮液中沉积,并经过适当的热处理,制备了HA/Al_2O_3复合梯度涂层。利用XRD、SEM和EDS等表征手段对涂层物相组成、形貌、微结构及化学组成进行表征,利用黏结—拉伸实验测试涂层与基体的结合强度。结果表明,梯度涂层经850℃热处理后,由HA及γ-Al_2O_3两相组成。涂层内部的化学组成呈现出明显的梯度变化,梯度涂层逐渐由氧化膜、界面扩散层、HA/Al_2O_3复合梯度层过渡到单一HA外层。Al含量较高的梯度涂层内层具备相对比较致密的结构,由内往外,涂层中的Al含量逐渐减少,致密度不断下降,最外层为结构疏松、多孔的单一HA涂层。梯度涂层与基底的平均结合强度高达23.56MPa,明显高于在同样厚度下的HA单一涂层(7.05MPa)。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB39

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【引证文献】
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1 贾毅恩;钛合金-羟基磷灰石功能梯度材料的激光加工工艺研究[D];杭州电子科技大学;2011年
【参考文献】
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1 任伊宾,杨柯,梁勇;新型生物医用金属材料的研究和进展[J];材料导报;2002年02期
2 胡皓冰,林昌健,陈菲,胡仁,郭明;电化学沉积制备羟基磷灰石涂层及机理研究[J];电化学;2002年03期
3 陈菲,林昌健,王周成;钛基表面纳米羟基磷灰石涂层的电泳沉积[J];电化学;2005年01期
4 张国珍,张光磊,张久兴,钟涛兴,惠剑,宗斌;放电等离子烧结技术制备HA/Ti生物活性复合材料的研究[J];粉末冶金技术;2004年01期
5 赵建玲,王晓慧,郝俊杰,陈仁政,李龙土;电泳沉积及其在新型陶瓷工艺上的应用[J];功能材料;2005年02期
6 刘勇,杨德庄,何世禹,武万良;钛合金表面的热氧化层工艺及性能[J];机械工程材料;2003年09期
7 黄紫洋,刘榕芳,肖秀峰;电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展[J];硅酸盐学报;2003年06期
8 吕迎,李慕勤;多孔羟基磷灰石生物陶瓷的研究现状与进展[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2003年04期
9 杨巍;杨贤金;朱胜利;崔振铎;;钛合金表面生物活性陶瓷涂层的设计[J];金属热处理;2006年01期
10 王迎军,宁成云,陈楷,赵子衷,李尚周,马利泰,冯景伟,黄瑞福;等离子喷涂生物活性梯度涂层的残余应力与结合强度[J];无机材料学报;1998年04期
【共引文献】
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1 蒋东霞,杨胜利,何琳;恶性肿瘤患者外周血淋巴细胞mdr-1基因表达在原发耐药与继发耐药中的作用研究[J];癌变.畸变.突变;2002年04期
2 何琳,张巧,胡杰英;抗肿瘤药物体外诱导新鲜癌组织及其外周血淋巴细胞mdr-1基因表达的相关性研究[J];癌变.畸变.突变;2002年04期
3 何志颖,江千里,姚玉成,温丽敏,李建秀,王新民,胡以平,王健民;RFP标记的YCD基因在HeLa细胞中的表达及其介导的细胞毒性[J];癌变.畸变.突变;2004年05期
4 单保恩,李俊新,张静,梁文杰,李宏芬;中药香加皮与其易混品体外抑瘤效果研究[J];癌变.畸变.突变;2005年05期
5 朱京童;白玉;司文秀;刘洪喜;任曲辉;;中药白头翁提取物抗肿瘤活性的体外实验研究[J];癌变.畸变.突变;2007年01期
6 刘俊康;吴小兰;章荣华;徐启旺;;小鼠EP瘤细胞株建立的初步研究[J];癌变.畸变.突变;2007年04期
7 赵文红;庄颖;赵红;张鼎;;胆固醇诱导内皮细胞凋亡及抑制细胞增殖的实验研究[J];癌变.畸变.突变;2007年06期
8 杜牡丹;宋旭红;刘戈飞;梁斌;张巧霞;李蕊;谢健平;甘雪琼;黄东阳;;抗兔辅酶Ⅱ依赖性视黄醇脱氢/还原酶单克隆抗体的制备和鉴定[J];癌变.畸变.突变;2008年03期
9 董瑞玲,齐暑华,杨文志,张亚娟,尚磊;环保型酚醛树脂的研制[J];工程塑料应用;2001年10期
10 冯钠;陈涛;赵建;刘巍;金鑫;;MCA/APP协同作用对E/VAC燃烧性能与成炭机制的影响[J];工程塑料应用;2008年04期
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1 冯博华;周长忍;屠美;;取向聚氨酯/液晶复合膜血液相容性材料的表面形态表征[A];第4届全国医药行业膜分离技术应用研讨会论文集[C];2007年
2 郝冬海;曹珂;刘检;张予阳;;细胞损伤模型在化合物抗脑缺血活性筛选中的应用[A];2011年中国药学大会暨第11届中国药师周论文集[C];2011年
3 李国超;袁志辉;刘青;韩凤兰;;天然羟基磷灰石生物陶瓷制备[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
4 洪胜辉;张军;张蕊;王来娣;邵丹;张宜辉;董飚;段修军;龚道清;;鹅原代肝细胞的简易、高纯分离及培养[A];安全优质的家禽生产——第十五次全国家禽学术讨论会论文集[C];2011年
5 高川;万怡灶;何芳;;新型羟基磷灰石骨水泥的制备和性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
6 王涵;张华;;纳米生物医用材料的研究及发展趋势[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
7 王德文;王炜;左红艳;姚华;常公民;王瑞娟;高亚兵;王水明;董波;张志毅;彭瑞云;;不同波段电磁辐射对淋巴细胞的损伤效应[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
8 薛成骞;曹宁;陈华英;李木森;;C/C+HA涂层复合材料对山羊骨缺损修复的组织学和生物相容性研究[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
9 孙艳荣;张靠民;范涛;;羟基磷灰石形貌调控及复合材料的研究进展[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
10 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
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1 戚晓红;聚天冬氨酸高分子纳米载体药物的制备、表征及性能研究[D];南京医科大学;2009年
2 许洁;过渡金属氧化物型热电材料的制备与性能研究[D];长春理工大学;2010年
3 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
4 王雪峰;煤活性基团与Ca~(2+)形成配合物的结构与表征[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 李坤寅;橘荔散结丸有效部位对子宫肌瘤细胞增殖、凋亡及相关因子表达的影响[D];湖南中医药大学;2010年
6 赵君;组织工程人角膜内皮的体外重建及其在兔角膜内皮移植中的作用研究[D];中国海洋大学;2010年
7 文俊强;石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
8 吴迪;微波辐射法聚乳酸及其共聚物的合成与性能研究[D];陕西师范大学;2010年
9 毕建聪;铟铁铜掺杂铌酸锂晶体的制备及结构与光折变性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 孟永春;胶原与生物活性玻璃作用机理及其复合骨修复材料的研究[D];华南理工大学;2010年
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1 罗均;柚皮纤维素的制备、琥珀酸酐改性及其对重金属离子的吸附性能研究[D];华中农业大学;2010年
2 施六霞;富血小板血浆对不同条件下人牙周膜成纤维细胞功能的影响[D];南京医科大学;2010年
3 吕彩霞;n-HA/CS复合材料的制备、性能表征及其应用研究[D];河北大学;2007年
4 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
5 沈锦玉;丝素蛋白/β-硅酸钙复合多孔支架的结构及其性能研究[D];浙江理工大学;2010年
6 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
7 牛方;磷酸酯粘结剂诱导生成羟基磷灰石晶体的实验研究[D];郑州大学;2010年
8 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
9 程士润;稻秸秆提取纤维农用非织造地膜的研究[D];安徽农业大学;2010年
10 谢鹏;脂多糖、多巴胺对凡纳滨对虾血细胞作用机制的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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1 任伊宾,杨柯,梁勇;新型生物医用金属材料的研究和进展[J];材料导报;2002年02期
2 郑扣松;胡树兵;赵苏阳;肖建中;;Ti-6Al-4V合金基体等离子喷涂生物活性羟基磷灰涂层的研究进展[J];材料导报;2006年S1期
3 马春印;激光表面工程技术及应用[J];四川兵工学报;2003年02期
4 刘榕芳,黄紫洋,倪军,简秋兰,钟惠妹;在钛基上电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究[J];电镀与涂饰;2003年05期
5 陈菲,林昌健,王周成;钛基表面纳米羟基磷灰石涂层的电泳沉积[J];电化学;2005年01期
6 赵建玲,王晓慧,郝俊杰,陈仁政,李龙土;电泳沉积及其在新型陶瓷工艺上的应用[J];功能材料;2005年02期
7 尹燕,马宝玉,夏天东,达国祖;NiTi形状记忆合金表面电化学沉积碱处理制备HA生物活性涂层[J];甘肃工业大学学报;2003年01期
8 王迎军,宁成云,赵子衷,陈楷,刘正义,马利泰,冯景伟,黄瑞福;生物活性梯度涂层中羟基磷灰石的相转变与结构稳定性[J];硅酸盐学报;1998年05期
9 陈传忠,姚书山,包全合,张亮,雷廷权;脉冲激光沉积羟基磷灰石薄膜的研究现状[J];激光技术;2004年01期
10 王迎春,李飞群,李延民,丁健君,李建国,周尧和;激光熔覆原位合成制备生物陶瓷涂层[J];激光技术;2004年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐启文,黄岳山,吴效明;羟基磷灰石生物陶瓷及涂层制备技术的研究进展[J];北京生物医学工程;2003年03期
2 戴金辉,李建保,唐国翌;生物涂层材料的研究现状与展望[J];山东陶瓷;1999年02期
3 徐淑华,王迎军,罗承萍;生物羟基磷灰石涂层材料的研究进展[J];材料导报;2002年01期
4 肖秀兰,陈志刚;羟基磷灰石涂层制备技术的可行性研究[J];材料导报;2003年04期
5 王勃生,孙福玉,孟庆恩,高振英;第三代生物医学材料的研究与开发[J];材料科学与工程;1994年01期
6 唐膺,翁文剑;生物陶瓷的发展与应用[J];材料科学与工程;1994年02期
7 钱国栋,王民权;生物陶瓷的发展、应用与展望[J];材料科学与工程;1995年01期
8 梅志,顾明元,吴人洁;金属基复合材料界面表征及其进展[J];材料科学与工程;1996年03期
9 朱时珍,赵振波,刘庆国;多孔陶瓷材料的制备技术[J];材料科学与工程;1996年03期
10 程逵,翁文剑,葛曼珍;生物陶瓷涂层[J];材料科学与工程;1998年03期
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1 陈晓明;电泳共沉积—烧结法制备钛合金表面生物活性梯度陶瓷涂层的研究[D];武汉理工大学;2002年
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1 倪军;刘榕芳;肖秀峰;;电泳沉积HA/Ti复合涂层的结合强度和热稳定性[J];稀有金属材料与工程;2006年01期
2 王英波;鲁雄;赵婧;冯波;汪建新;屈树新;翁杰;陈建敏;;脉冲电化学沉积制备n-HA/ZrO_2复合涂层[J];稀有金属材料与工程;2009年06期
3 吴永智;栗卓新;李红;李辉;;等离子喷涂羟基磷灰石/氧化锆复合涂层力学性能分析[J];新技术新工艺;2008年04期
4 王英波;鲁雄;冯波;屈树新;翁杰;陈建敏;;钛表面制备羟基磷灰石/壳聚糖复合涂层研究[J];无机材料学报;2008年06期
5 郑扣松;胡树兵;赵苏阳;肖建中;;Ti-6Al-4V合金基体等离子喷涂生物活性羟基磷灰涂层的研究进展[J];材料导报;2006年S1期
6 栗卓新;吴永智;贺定勇;赵秋颖;;微束等离子喷涂氧化锆增韧羟基磷灰石复合涂层[J];焊接学报;2008年06期
7 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
8 李爱民;林昌健;董维芳;孙康宁;;碳纳米管/羟基磷灰石生物复合涂层的制备与微观结构研究[J];功能材料;2010年09期
9 徐艳丽;林龙翔;耿志旺;林昌健;;电化学共沉积HA/胶原复合涂层及其生物性能初探[J];电化学;2007年03期
10 韩建业;于振涛;周廉;;溶胶凝胶法制备羟基磷灰石/TiO_2复合生物活性涂层的研究[J];硅酸盐通报;2008年02期
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1 王周成;陈菲;杜荣归;林昌健;;Ni/YSZ复合涂层的电化学制备和性能研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001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 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
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1 ;纳米金刚石复合涂层技术实现产业化应用[N];中国高新技术产业导报;2006年
2 陶海;羟基磷灰石修复眶壁骨折[N];健康报;2001年
3 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
4 上海交通大学微电子所教授 张志明;给刀具模具穿上钻石外衣[N];科技日报;2001年
5 ;FDA批准Tap公司的缓释Prevacid口服悬浮液[N];中国高新技术产业导报;2001年
6 蔡忠仁;厦大涂层技术课题获国家资助[N];中国化工报;2007年
7 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
8 河北 王裕琛 王研;CG6A型铁磁物含量计原理与应用[N];电子报;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 黄锦滨;金属陶瓷涂层及其应用[N];中国石油报;2005年
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1 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
2 简刚;电泳沉积铁电/铁磁复合多铁性膜材料的研究[D];华中科技大学;2011年
3 马莉;镍铁尖晶石复合涂层的制备、微结构和耐高温腐蚀性能的研究[D];中南大学;2012年
4 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
5 肖秀峰;水热电化学沉积羟基磷灰石涂层的工艺、结构和性能研究[D];燕山大学;2006年
6 王永东;氩弧熔敷原位自生颗粒增强镍基复合涂层研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 顾盛挺;激光熔覆颗粒增强复合涂层的力学性能及损伤破坏机理研究[D];浙江工业大学;2012年
8 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
9 王勇;钛合金表面激光合成与熔覆稀土生物陶瓷复合涂层的研究[D];重庆大学;2002年
10 胡仁;结构有序纳米HA涂层的电化学构筑及钛/细胞界面原位EIS研究[D];厦门大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 倪永金;钛表面电泳沉积羟基磷灰石及其复合涂层的研究[D];厦门大学;2007年
2 倪军;电泳沉积羟基磷灰石及其复合涂层的研究[D];福建师范大学;2005年
3 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
4 姚亮;纯钛基体表面电泳沉积羟基磷灰石涂层的研究[D];山东大学;2007年
5 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
6 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
7 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
8 李鹏;电泳沉积多孔羟基磷灰石涂层及其性能的研究[D];福建师范大学;2010年
9 焦玉恒;复杂形状金属表面电泳沉积制备HA/BG复合涂层的研究[D];武汉理工大学;2004年
10 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
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