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《中南大学》 2002年
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Ti基生物医用材料的研制

刘芳  
【摘要】: 本研究采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜及半定量分析手段,研究了电沉积-水热合成和后续高温煅烧工艺相结合的方法,在低钙磷比溶液中,于Ti基体上制备的纳米缺钙羟基磷灰石生物陶瓷梯度涂层的物相组成和形貌,检测了涂层与基体的结合强度。结果表明:电沉积工艺参数对涂层的物相组成和晶体长大方式有显著影响。随着电压和电解液温度的升高,涂层中HAP成分增加;pH值为4.5时,涂层HAP含量最高。同时,通过控制电沉积工艺参数,可制备内层致密外层疏松的涂层。水热合成后,涂层由纳米针状纯HAP组成,Ca/P比约为1.61。700℃以下煅烧后,涂层仍由纯HAP组成,且涂层与基体的结合强度随着温度升高而增强。800℃以上高温煅烧后,涂层中出现β-Ca_3(PO_4)_2相;煅烧温度升高,β-Ca_3(PO_4)_2含量增加;但涂层与基体之间过渡相的出现会降低结合强度。通过电沉积-水热合成和后续高温煅烧工艺相结合的方法,制备了内层致密外层疏松,有利于骨长入的HAP+β-Ca_3(PO_4)_2双相结构,且涂层与基体界面结合强度较高的生物活性陶瓷涂层。 本研究还初步探讨了用高能球磨与热压相结合的方法制备生物活性好和力学性能高的Ti/HAP复合材料的工艺。采用金相、X射线衍射、扫描电镜和傅立叶红外等分析手段,研究了球磨工艺对复合材料粉体细化程度和形貌以及烧结体致密度、硬度和显微组织的影响。结果表明:一定球磨转速时,延长球磨时间,干磨工艺条件下,钛颗粒细化不明显,HAP细化明显;细小的HAP粉堆积覆盖在Ti粉大颗粒上。湿磨工艺条件下,钛颗粒和HAP细化均明显,二者均匀混合在一起。经1000℃热压烧结可达到高的致密度。同时,采用湿磨工艺,经较短的球磨时间后,即可在烧结后Ti基体组成了连通的网络,HAP相则均匀弥散分布于其中,这种结构可使Ti基体在承受载荷的同时还能保持好的生物活性,是一种较理想的生物医用活性材料。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB39

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