材料学专业优秀论文 脉冲激光沉积羟基磷灰石生物玻璃复合薄膜的研究

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1、【精品】毕业论文优秀毕业论文本科论文专业学术论文参考文献资料材料学专业优秀论文脉冲激光沉积羟基磷灰石/生物玻璃复合薄膜的研究关键词：脉冲激光沉积羟基磷灰石45S5生物玻璃复合薄膜微观组织生物相容性摘要：羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）因其具有良好的生物相容性和生物活性，并且存在于动物的骨和牙等硬组织中，已成为临床医学上应用比较广泛的种植体材料。但是块状HA强度低、脆性大，不能应用于人体的承载部位。为了改善种植体的机械性能，可将HA作为薄膜材料沉积到金属基体如钛及其合金表面来获得机械性能和生物性能都优异的种植体。目前HA薄膜的制备方法有等离子喷涂

2、、溶胶-凝胶、磁控溅射、电泳沉积等方法，这些传统方法在HA薄膜的制备方面都取得了一定的成功，但所制备的薄膜存在HA分解、非晶化严重、与基体结合强度低等缺点。上世纪80年代发展起来的脉冲激光沉积技术（PulsedLaserdeposition，PLD）因其能够制备化学成分计量比准确、与基体结合强度高的薄膜，在薄膜制备中逐渐显示出其优势，也为HA生物薄膜的制备提供了一项新技术。另外，HA与钛合金在热膨胀系数等机械性能上差别较大，种植体在环境温度发生变化时会导致种植体表面裂纹的产生，影响种植体的使用寿命。因此可以将生物活性更高、热膨胀系数低但溶解速度快的45S5玻璃

3、与HA混合，制备HA/45S5复合薄膜，不但可以提高薄膜的结合强度，而且有利于薄膜生物活性的增加。本文采用脉冲激光沉积技术在钛合金Ti-6Al-4V表面制备HA/45S5复合生物薄膜，综合利用扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）、X-射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱（FTIR）、原子力显微镜（AFM）等测试方法对沉积的薄膜的微观组织结构进行表征，通过体外模拟体液浸泡试验研究薄膜的生物活性，并对薄膜的生物安全性进行评价。试验结果表明，脉冲激光沉积HA/45S5复合薄膜的表面存在大量的直径为0.2～3μm的球形和不规则形状的颗粒。靶材中原有45S5成分在

4、沉积后仍旧以非晶的形式存在，HA则会部分发生分解生成β-Ca3（PO4）3，其结晶度受到沉积工艺条件的影响很大。薄膜沉积后HA晶格中的羟基丢失，Si-O-Si四面体网络结构发生畸变，导致Si-O键的振动吸收峰向低值偏移，并产生Si-O非桥氧键（Si-O-NBO）。脉冲沉积工艺对薄膜的组织结构、相组成、薄膜的结合强度等影响很大。衬底温度的升高为等离子体在基体表面的沉积注入了新的能量，有利于更多的粒子在表面沉积，导致薄膜表面颗粒数目增多，粗糙度增加，同时有利于提高薄膜的结晶度以及薄膜与基体的结合强度。衬底温度的升高还加速P的丢失，使薄膜中的Ca/P原子比增大。反应

5、气氛压力的减小意味着反应室中气体分子密度的降低，等离子羽辉中粒子与气体分子碰撞的几率降低，能量损失减少，沉积到基体表面的粒子所具有的动能更大，与基体的结合强度更高。但气氛压力减小会使等离子羽辉的锥角变大，P更容易丢失，薄膜粗糙度和结晶度都随之降低。微氧气氛可促使低熔点的P氧化，在薄膜冷却过程中减少P元素的丢失，降低薄膜的Ca/P原子比，并且存在CO32-离子替代OH-离子的现象。另外，薄膜形成的初始阶段，沉积的粒子沿着基体表面外延生长，与基体间存在很好的晶格匹配，因此激光脉冲数目越少，薄膜与基体的结合力越大。【精品】毕业论文优秀毕业论文本科论文专业学术论文参考

6、文献资料材料学专业优秀论文脉冲激光沉积羟基磷灰石/生物玻璃复合薄膜的研究关键词：脉冲激光沉积羟基磷灰石45S5生物玻璃复合薄膜微观组织生物相容性摘要：羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）因其具有良好的生物相容性和生物活性，并且存在于动物的骨和牙等硬组织中，已成为临床医学上应用比较广泛的种植体材料。但是块状HA强度低、脆性大，不能应用于人体的承载部位。为了改善种植体的机械性能，可将HA作为薄膜材料沉积到金属基体如钛及其合金表面来获得机械性能和生物性能都优异的种植体。目前HA薄膜的制备方法有等离子喷涂、溶胶-凝胶、磁控溅射、电泳沉积等方法，这些传统方法

7、在HA薄膜的制备方面都取得了一定的成功，但所制备的薄膜存在HA分解、非晶化严重、与基体结合强度低等缺点。上世纪80年代发展起来的脉冲激光沉积技术（PulsedLaserdeposition，PLD）因其能够制备化学成分计量比准确、与基体结合强度高的薄膜，在薄膜制备中逐渐显示出其优势，也为HA生物薄膜的制备提供了一项新技术。另外，HA与钛合金在热膨胀系数等机械性能上差别较大，种植体在环境温度发生变化时会导致种植体表面裂纹的产生，影响种植体的使用寿命。因此可以将生物活性更高、热膨胀系数低但溶解速度快的45S5玻璃与HA混合，制备HA/45S5复合薄膜，不但可以提高

8、薄膜的结合强度，而且有利于薄膜生物活性