用于ti6al4v表面生物活性陶瓷涂层材料的设计及制备

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1、中文摘要金属基一陶瓷涂层复合材料作为生物医用材料，可以综合金属和陶瓷材料各鑫的优点。本文设计制各了一系列用于涂覆在Ti6A14v基体表面的生物活性羯瓷涂层材料。在Oomez等人研制的斑物陶瓷涂层材料的基础上，通过在系统中引入一定量的B203部分替代siOz、CaF2部分替代CaO，达到调节陶瓷涂层奉孝料的熟膨胀系数及生物活性的目的。用经验公式计算各个配方的热膨胀系数以减少试验的盲日性，采用熔融法于1350℃熔镧生物陶瓷涂层材料。邋过将生物活性陶瓷浸泡在37℃的模拟体液(SBF)中不同时间后，表面形

2、态和组成的改变来证明陶瓷涂层材料的生物活性。运焉热膨胀仪测最各个配方生物陶瓷豹热膨胀系数鞫软优点温度，嗣SEM，XRD，IcP’FTIR和EDS等对生物陶瓷涂层材料的形貌、物相组成以及SBF浸泡后的表露形貌和戏分进行表惩。试验结果表明，系统中引入B203能够起到调节热膨胀系数的作用，其中6P64一B5-F4的热膨胀系数为10．1xlff忱，晦Ti6At4V的热膨胀系数最为接近；6P64．B11-F4的热膨胀系数为8．7×10-6／℃，与激光氮化后的TiN的过渡层的热膨胀系数最为接近。CaF2的引入

3、使生物陶瓷中出现氟磷灰石相。模拟体液(SBF)浸泡lO天君，能够在材料表筒形成HCA层，且氟磷灰石晶粒的出现有助于提高生物陶瓷涂层材料的生物活性。关键词：生物陶瓷，热膨胀系数，生物活性，碳酸羟基磷灰石层ABSTRACTThemetalcoatedbybioceramicforbiomedicalapplication，whichCallcombinethepremiumpropertiesofbothmaterials．Inthiswork，aseriesofnovelbioceramicwasd

4、esignedandfabricated，whichusedascoatingmaterialsforTi6A14V．Thecompositionsofbioceramicwerederivedfrom6PM(originallydevelopedbyGomez)bysubstitutingB203forSi02andCaFforCaO．TheobjectiveWastoadjustthethermalexpansioncoefficient(妨of氆ebioceramicandmakeitcom

5、patiblewiththatofTi6A14V(10．8x104×℃-1)．Atthesanletime，bioceramicspossessgoodbioactiveproperties．Thethermalexpansioncoefficientsofbioceramicswerecalculatedbyempiricalformula,andthenthemixtureWasfiredincruciblefor3hat1350℃inordertomeltthebioceramics．The

6、invitrobioactivityofbioceramicswereassessedbydeterminingthechangesinsurfacemorphologyandcompositionaftersoakinginsimulatedbodyfluid(s8F)fordifferentperiods甜37*(2．Thermalexpansioncoefficientvalue砸1)，softeningtemperature(Ts)weremeasuredbydilatometer．SEM

7、，XRDwereemployedtoinvestigatethemorphologyandcompositionofthebioeeramics．XRD，SEM，ICP,FTIRandEDSanalysesofthebioceramicssurfaceafterdifferentsoakingperiodsinS8F1110resultshowedthatthethermalexpansioncoefficientcanbeadjustedbyinducingB203(5％一15％)．Fromth

8、esebioceramics,thethermalexpansioncoefficientof6P64一B5-F4is10．1×10-6／℃．whichismatchedwithTi6A14V．Thethermalexpansioncoe鹰cientof6P64-B11-F4is8．5×1ff6／。O．whichismatched谢thTiN．Thecoatingmaterialswerefluoroapatite—containingbioceramicsduetoinducin