微弧氧化制备ti6al4v生物薄膜的工艺研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要本文对Ti6A14V生物薄膜的微弧氧化(MAO)制备工艺进行了研究，在前人研究的基础上，通过大量的试验对微弧氧化表面处理工艺参数的设定进行了有益的探索，研究了在D．甘油磷酸钠和醋酸钙组成的电解液体系中，以不同的工艺参数如电流密度、占空比、频率、氧化时间进行微弧氧化处理，对Ti6A14V表面所生成的薄膜厚度、形貌、相组成等的影响。通过水热处理的手段诱发了膜层羟基磷灰石的生成，并进行了模拟体液浸泡试验及抗凝血试验，检测了膜层生物活性及生物相容性。研究结果表明：在恒流模式下，Ti6A14V微弧氧化所采用的电流密度、占空比及氧化时间等工艺参数对氧化膜的生长

2、与组织结构有显著的影响，但脉冲频率影响较小。合金表面生成的微孔数目大小均受上述四个因素的影响。总的影响效果为，随电流密度的增大，占空比的增加，氧化时间的延长，微孔数目减少，尺寸增加，与脉冲频率增加的情形相反。XRD分析表明，Ti6A14V微弧氧化生物薄膜主要由锐钛矿型Ti02和金红石型Ti02组成。随电流密度的增大，金红石相Ti02的含量逐渐增加，溶液中的Ca、P元素进入到膜层形成非晶相。氧化时间，占空比对微弧氧化膜生长与组织结构的影响与电流密度相类似。随着脉冲频率的增大，氧化膜的厚度降低、表面微孔尺寸减小，表面微孔数目增加。当频率在500Hz至900Hz时，对氧化膜中两

3、种晶型Ti02的相对含量没有影响。划痕试验表明，膜层与基体间的结合力随电流密度、占空比的增加而减小，随脉冲频率、氧化时间的增加而增大。水热处理试验表明，经水热合成处理后的氧化钛膜层表面的无定形物质能转变为结晶态羟基磷灰石(HA)。随着水热处理条件的变化，生成的HA的数量，颗粒大小，分布均会有所不同。模拟体液浸泡试验结果表明，经水热处理的微弧氧化试样可以在模拟体液中生成羟基磷灰石，随着浸泡时问的延长，生成的羟基磷灰石的量不断增加，表明其具有较好的生物活性。血液相容性试验表明：MAO生物膜层表面的血液凝固特性弱，凝血时间较长，MAO膜层的血小板粘附量明显少于Ti6A14V合金

4、，血液相容性显著提高。关键词：钛合金，微弧氧化，水热处理，生物活性，生物相容性江苏大学硕士学位论文Basedonthepreviousresearch，thispaperinvestigatesthetechnicsofbioactiveoxidationonTi6A14Vbymicro-arcoxidationthe．Thethesisisaboutmicro-arcoxidationofTi6A14V，basedonlotsofexperimentsapplyingmicro—arcoxidationparameterunderconstantcurrentcondi

5、tion．Influenceofelectronicparameters(currentdensity，dutycycle，frequencyandtime)alestudiedonTi6A14Vcoatingthickness，surfaceandcompositionofphaseintheB-C3H7Na2061'·5H204+(CH3C00)2Ca·H20solution．Bioactivityandbiocompatibflitypropertyofthefilmaftertreatmentofdifferentelectronicparameterswasan

6、alyzedbysoakitintosimulatebodyfluidandbyanticoagulationevaluationandthegenerationofhydroxyapatiteWasinducedbyhydrothermalsynthesis．Theresultshowed，thegrowthandstructureofTialloyoxidationcoatingCallbeaffectedobviouslybycurrentdensity，dutycyclewithconstantcurrentandoxidationtime，butnotbyfre

7、quency。Thenumberandsizeofmicroporeareaffectedbytheabovefourfactorsatthesametime．Withtheincreasingofoxidationtime，dutycycleandcurrentdensity，thenumberofmicroporedecreases，thesizeofmicroporeincreases．Thisisoppositewithfrequency．XRDshowedtheoxidationcoatingismainlycomp