镁合金表面微弧氧化制备磷酸钙生物活性涂层的研究

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1、佳木斯大学硕士学位论文摘要采用微弧氧化技术、通过微弧氧化电弧的高温烧结作用可以在镁合金表面制备含磷钙的活性涂层。该方法制备的涂层是一种多孔状，与基体结合牢固，具有陶瓷特性的混合物，其性能与微弧氧化处理时各工艺参数的选择以及电解液的配方有关。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、磨损试验机等测试技术，对微弧氧化涂层的表面形貌、物相组成、摩擦系数进行了分析。通过研究微弧氧化参数对涂层形貌、钙磷比以及厚度的影响，确定了最佳工艺规范。研究涂层在体液环境下的耐腐蚀性能及摩擦磨损性能，并讨论涂层在模拟体液中的生物稳定性和生物活性。实验表明：确定磷离子浓度为209／L、Ca／P比1．5的

2、CaC03-Na3P04溶液体系为最佳溶液；在工艺参数为氧化电压350V，氧化时间10min，脉冲频率500Hz，占空比10％时，制备了表面多孔分布均匀且富含钙磷的生物涂层，其主要相为镁、氧化镁、磷酸镁和CaNaP04。涂层的极化电位为．1．36V，与镁合金基体相比提高约0．29V，涂层具有较好的耐蚀性；干摩擦下的摩擦系数分别为0．23，与镁合金基体相比降低约O．15左右，涂层具有较好的耐磨性。在模拟体液环境下，涂层表面可形成羟基磷灰石层，具有一定的骨形成能力。对采用微弧氧化技术在镁合金表面制备含磷、钙活性涂层的机理进行了初步的探讨，认为电泳理论可以解释电解液中含钙粒子

3、向阳极运动的原因；而电弧的局部高温使阳极上发生了烧结的过程，从而在镁合金表面形成磷、钙涂层。采用微弧氧化技术，制备的钙磷涂层具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，而且可诱导类骨磷灰石的生成，表现出较好的生物活性，使其在作为硬组织替代材料方面具有广泛的应用前景。关键词：微弧氧化：镁合金：生物涂层；摩擦磨拟；体外模拟佳木斯大学硕士学位论文～AbstractAdoptingmicroarcoxidationtechniqueandbythesinteringfromthearcthecalciumphosphateactivecompoundwascoatedonmagnesiumau

4、oysubstrate．Thefabricatedcoatingwastheceramicintermixturewhichwasporousandfirmlycombined、析ththemagnesiumalloysubstratecoatedwiththemothcd．Thepropertyofthecoatingwasaffectedbytheprocessingparametersandthedirectionoftheelectrolyte．Bymeanofseaningelectronicmiscroscope(SEM)，X-mydiffi'actomet

5、er(XRD)，weal"testermachineere，thesurfacemorphology，phasecompositionsandfrictioncoefficientofthecoatingswereinvestigated．TheoptimaltechnicalcriterionswereascertainedaftertheinfluenceofparametersonMAOcoatingssuchassurfacemorphology，Ca／Pratioandthicknesswereanalysed．Theweal"propertiesandthe

6、corrosionresistantpropertiesofthecomingsinsimulatedbodyfluid(SBF)hadbeeninvestigated．ThebiocompatibilityandbioactivityofthecoatingsinSBFwerediscussed．Theexperimentationindicatedtheoptimalsolutionsystemwasascertainedwhentheconcentrationofphosphorusionwas209／LandtheCa／Pratiowas1．5inthesolu

7、tionsystemofCaC03-Na3P04．ThebiocoatingsWgI'gpreparedunderthetechnicalparametersoxidationconditionsof350Vvoltage，lOminoxidationtime，500Hzpulsed盘eq岬mcyand10％dutyratio．Thecoatingscontainedelementsofcalciumandphosphoruswereunifownitysurfacepofiferous．ThemainphaseswereMg,MgO，M