等离子喷涂羟基磷灰石涂层微观组织形成的研究现状.pdf

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1、第6卷第1期热喷涂技术、b1．6．No．12014年3月ThermalSprayTechnologyMar．，2014等离子喷涂羟基磷灰石涂层微观组织形成的研究现状谷佳宾，李辉，杨海鑫，杨天龙，栗卓新(北京工业大学材料学院，北京100124)摘要：等离子喷涂羟基磷灰石涂层是目前临床应用最广泛的生物活性涂层，本文从羟基磷灰石的热分解特征、等离子喷涂羟基磷灰石涂层过程中的组织转变和后处理涂层的组织转变等三个方面综述了等离子喷涂羟基磷灰石涂层组织形成及控制的研究进展。关键词：羟基磷灰石；等离子喷涂；组织转变中图分类号：TG174．4文献标识码：A文章编号：1674．7127(2014)

2、03．0002．06D0I10．3969／j．jssn．1674—7127．2014．01．001TheDevelopmentofMicrostructureFormationinPlasmaSprayedHydr0xyapatiteCoatingsGUJia—bin，LIHui，YANGHai-xin，YangTian—long，LIZhuo-xin(CollegeofMaterialScienceandEngineering，BeijingUniversityofTechnology,BeiJing100124)Abstract：Currentlyplasmasprayedh

3、ydroxyapatitecoatingisthemostwidelyusedbioactivecoatingsinclinicalapplications．Inthispaper，thedevelopmentofmicrostructureformationinplasmasprayedhydroxyapatitecoatingissummarizedfromthreeaspects，includingthermaldecompositioncharacteristics，microstructuretransformationinplasmasprayingprocessan

4、dmicrostructuretransformationinposttreatment．Keywords：Hydroxyapatite；Plasmaspraying；Microstructuretransformation羟基磷灰石(Ca。(PO)(0H)，HA)，是一种前，在钛植人体表面喷涂HA涂层已经成为临床典型的生物活性材料，它具有良好的生物相容性应用较多的骨替换材料，特别是作为人工关节和牙和生物活性，能与人体骨骼组织形成化学键性结种植体等受力部件口】。合，因此成为比较理想的人体骨替代材料。但是临床应用表明，羟基磷灰石涂层植人体在体羟基磷灰石块体材料的力学性能比较差，这严

5、重液环境下服役时，由于载荷和体液侵蚀的共同作地制约了它在生物医学中的应用[1]。采用等离子用，涂层容易发生局部的溶解和脱落[3-4]o问题的喷涂技术在钛合金植入体表面制备HA涂层可以产生与等离子喷涂HA涂层特有的组织结构有关。发挥金属材料强度高、韧性好的特点，能提高植喷涂过程中等离子体射流温度很高，极易造成羟入体的承载和抗冲击能力。由于HA良好的生物基磷灰石过度熔化和分解，同时，在颗粒沉积时活性，使植入体能与骨组织形成更好地结合。目的快速冷却过程，也使得涂层中产生大量非晶相基金项目：国家自然科学基金(51271007)作者简介：谷佳宾(1989一)，男，河南人，研究生．Email

6、：gujiabin@emails．bjut．edu．ca第1期等离子喷涂羟基磷灰石涂层微观组织形成的研究现状及分解相，降低涂层在体液环境中的稳定性。TTCP，Tetracalciumphosphate)。OA也可以转化从涂层截面来看，等离子喷涂HA涂层的组织与成B—TCP和TTCP。当温度高于1630~C时TTCP成分的分布也并不均匀，在涂层与基体的界面结将分解形成CaO，当温度高于1730~C，TCP将分合处存在大量的非晶相和脱羟基组织，使得涂层解形成CaO[10-11]。在载荷和体液的共同作用下更易发生破坏。表l羟基磷灰石的热反应过程为了促使HA涂层植人人体后更好地诱导Tab

7、le1Thermal—effectsonHydroxyapatite骨细胞的沉积和生长，Heimann【5认为比较理想的HA涂层应该是一种复合结构，即靠近金属基温度／℃反应说明体部分具有高的结晶度，结构致密且与金属基体25。600水分蒸发结合好，而表层则应富含非晶相，并且有一定的600—800脱碳孔隙和裂纹缺陷。为了制备出这种结构功能一体HA部分脱羟基形成OHA800～900化的HA涂层，必须能对涂层的组织和结构进行或全脱羟基形成OA有效的控制，这需要充分认识和理解HA涂层的HA