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1、第卷第期北京工业大学学报年月生物活性玻璃陶瓷喷涂层的结构和性能贺定勇’,赵力东北京工业大学材料科学与工程学院,北京亚深工业大学表面工程研究所,德国亚深卜,在川基体、摘共采用高速火焰喷涂技术上制备了玻璃陶瓷涂层利用光学显徽镜和对喷涂层形貌、显徽组织结构和相组成进行了研究探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响按德国一标准进行涂层的拉伸强度试验结果表明喷徐尸玻璐内瓷涂层,、、、具有层状结构含有少孔膝和未熔化的藕粒涂层主要由经墓碑灰石氛磷灰石硅灰石方石英及部分玻瑞相组成,,使涂,使孔喷涂工艺对涂层的孔欧率有较大的影响合适的
2、热处理工艺可提高涂层的结晶度层变得致密眯明显减少使涂层结合强度得到明显提高关,询生物活性玻瑞陶瓷商速火焰喷涂涂层一一一中分类号文献标识码文章编号、、,生物活性材料包括不同成分的生物活性玻璃陶瓷玻璃陶瓷以及复合材料〔‘〕采用涂层技术在金属基体的表面制备涂层,,是应用陶瓷材料的将金属材料优良的力学性能与陶瓷材料的生物活性相结合一个有效途径胳在众多徐层技术及涂层材料中,等离子喷涂陶瓷,是目前最为常用并且被广为研究的方法真空等离子喷涂玻璃陶瓷一一一凡一四一系涂层与喷涂层相,,比涂层与金属基体间的结合强度更高并表现出更好的生物活性
3、’目前采用喷涂生物活性一,“涂层的研究较多而采用制备生物活性玻璃与玻璃陶瓷涂层的研究却鲜有报道本文采用喷涂方法制备了玻璃陶瓷涂层,对涂层的显微结构和相组成进行了分析,考察了喷涂工艺参数对涂层结合强度和显微硬度的影响,并探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响试验内容试验用粉末为等离子体球化处理的玻璃,形貌如图所,陶瓷粉示其化学成分见表玻瑞陶瓷粉末的制备是采用试剂纯级·、、、、‘。月舰电或·,四及少量其他粉末混合于一℃的中性,至氧化气氛的铂柑锅中熔化并在蒸馏水中淬冷,经球磨破碎、筛分后获得粉末粒度为一,科密度为耐基材为
4、川合图玻璃陶瓷粉末形貌金,喷涂前进行喷砂粗化处理二一拼,卯收稿日期一一基金项目北京市教委科技发展计划重点资助项目年度留学人员科技活动择优资助项目一,男,贵州锦屏,教授作者简介贺定勇人©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期贺定勇,等卫生物活性玻璃陶瓷喷涂层的结构和性能农玻劝陶资粉末的化学成分七口例活别伙别脚几扣凡采用卜记喷涂设备进行裹喷涂工艺今橄、喷涂试验通过改变喷涂距离丙
5、烷和氧比治姗气流量考察喷涂工艺参数对涂层孔隙率和显微硬喷涂一’一‘距离丙烷氧气八度等性能的影响喷涂工艺参数见表一一一、采用光学显微镜扫描电镜和射线衍射仪进行显微组织结构及相结构的分析涂层的孔隙率采用交互式图像分析系统进行测试涂、层的拉伸强度试验按照德国一标准进行热处理的工艺参数分别为℃、、、℃℃℃℃和℃试验结果与分析涂层分析如图为玻璃陶瓷喷涂层横截面的金相照片,涂层为典型的层状结构由于喷涂过程中的高动能,涂层致密,与基体结合良好,表面粗糙度。为一拼不同喷涂工艺参数对涂层的孔隙率有较大的影响涂层孔隙率的测试结果表明,涂层孔
6、隙率为一小于大气等离子喷涂层的孔隙率一在喷涂距离为的条件下,丙烷氧气的气流量由增至·“‘,图玻璃陶瓷涂层横截面金相照片涂层的孔隙率由增至其原因是,二‘,一一二。,,’、,,一,,一,一‘、气流量的“增加使得粒子的飞行速度增加加热时间变,,短熔化量减少粒子撞击到基体后的铺展能力受到,在低速一’削弱喷涂距离在一定的气流量的条件下影响孔隙率丙烷氧气的气流量为的气流条件下,喷涂距离由增加到,涂层的孔隙率由减少,至可见在低的气流量的条件下,喷涂距离的增加能明显地延长粒子在焰流中的停留时间,改善熔化状态而在高速丙烷一‘,,氧化的气流
7、量为的气流条件下由于粒子的速度较快距离的增加并没有显著地增加粒子的加热时间,孔隙率维持在不变,,涂层的显微硬度测试结果表明喷涂距离对涂层的显微硬度的影响不大影响涂层显微硬度的主要工一’,艺参数是气流量丙烷氧气的气流量由增至显微硬度从增加至,,,因由前面分析知高速气流量条件下的粒子熔化量比较少更接近于原始的粉末组成而显微硬度比较高涂层的相结构及热处理试验,、硅灰、玻璃陶瓷粉末的射线衍射图谱见图中的曲线粉末主要由磷灰石石方石英及玻璃相组成图中的曲线为喷涂层的分析图谱,,涂与原始粉末相比层主要的相结构组成基本,,,不变但其结晶
8、度较低有大量的玻瑞相存在与等离子喷涂层的类似这主要是在喷涂过程,,然后,中粉末被高温火焰加热融化以约,如时的速度喷射到基体表面并急速冷却大量熔融粒子来不©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://ww
