钛合金Ti6Al4V表面Zn掺杂ZrO2/TiO2复合涂层的制备、生物学行为及耐蚀性能的研究

被引量 : 6次 | 上传用户:dragon121212
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物医用钛合金(Ti6Al4V)因其优良的生物相容性,同时兼具比强度高、耐腐蚀及弹性模量接近人体骨组织等优点,现已在医疗手术器械、种植体等医用材料方面得到了广泛的应用。但其作为体内植入材料,仍然存在着一些隐患。首先,Ti6Al4V植入物不具备抵抗细菌感染的能力,植入后细菌容易在其表面粘附,从而导致植入物过早失效。其次,Ti6Al4V为生物惰性材料,植入体内后将会因骨整合不佳而引起植入松动。此外,Ti6Al4V中的Al、V在长期服役过程中容易释放,对人体有潜在危害。这些问题限制了Ti6Al4V在医学领域更为广阔的应用。为此,对钛合金进行适当的表面改性处理,消除上述问题成为当前研究的热点。近年来,采用阳极氧化、微弧氧化、离子注入等表面改性技术在钛基植入材料表面通过添加抗菌性元素及生物活性元素(Ag、Zn、Cu、Ca和Sr等)来构建微孔结构的生物涂层得到了广泛关注,且这种表面相对粗糙的微孔结构植入物表现出了显著的骨整合能力。因此,本文拟首先采用磁控溅射镀膜技术在Ti6Al4V表面沉积Zr膜,然后在含Zn成分的电解液中进行微弧氧化处理,进而在Ti6Al4V表面原位制备出具有良好抗菌性、细胞相容性和耐腐蚀性的Zn掺杂ZrO2/TiO2(Zn-ZrO2/TiO2)涂层。主要研究内容及结果如下:(1)采用磁控溅射与微弧氧化复合处理技术在Ti6Al4V表面获得了Zn-ZrO2/Zr、Zn-ZrO2/TiO2氧化物陶瓷膜涂层。划痕实验表明,Ti6Al4V基体表面原位生长的Zn-ZrO2/Ti O2氧化物涂层拥有最佳的膜基结合强度。(2)通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对陶瓷膜涂层进行了表征。结果表明,Ti6Al4V表面原位构建的Zn-ZrO2/TiO2涂层呈多孔结构,Zn、Zr元素分别以ZnO、ZrO2化学态存在于氧化物涂层中。(3)采用活死染色及MTT法评价Zn-ZrO2/TiO2涂层的细胞相容性,采用涂平板法测定Zn-ZrO2/TiO2涂层的抗菌能力。生物学实验表明,Zn-ZrO2/TiO2涂层不仅能够促进成骨细胞的增殖,同时对金黄色葡萄球菌展现出良好的杀菌能力。(4)电化学测试表明,相比Ti6Al4V基体,Zn-ZrO2/TiO2涂层在模拟体液中的自腐蚀电位显著提高,自腐蚀电流密度也明显降低,有效的改善了Ti6Al4V基体的耐蚀性能。摩擦磨损实验表明,Zn-ZrO2/TiO2陶瓷膜涂层能增强Ti6Al4V合金的耐磨性能,同条件下的磨损率仅为Ti6Al4V基体的1/3。
其他文献
目前,基本上所有的智能手机均内置了GNSS导航芯片,以满足广大消费者的导航定位需求。但是,由于手机硬件以及使用环境的限制,智能手机的定位精度并不理想。本文首先提出了一种
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高,减震性好且电磁屏蔽性能优越等优点,在交通、通讯和航空航天等领域有广阔的应用前景。但镁合金在热变形后易形成变形织构,导致明显的力
FeCoCrNiMn高熵合金是具有单相面心立方(FCC)结构的典型高熵合金,其具有高塑性和良好的低温性能,但强度低。为了在保持高塑性的同时,提高其强度,本文通过真空感应磁悬浮熔炼
测定了恩施玉露、硒红茶和金花伏砖等富硒茶中总硒含量和不同冲泡次数的硒浸出率,分析了浸出液中硒的形态。参考文献报道的毛尖、绿茶、紫阳茶、绞股蓝茶、花茶、铁观音等富
<正>"光明书香"公益活动是北京中道公益基金会专为贫困国家儿童发起的国际扶助项目,通过图书、文具、学习用品等物资的捐赠,支持发展中国家发展基础教育。迄今为止,基金会已
近年来,女性在高管团队中的参与程度越来越高,并对公司的管理和决策发挥越来越重要的作用。目前已有不少学者开始研究女性高管对企业创新绩效的影响,但学界内对这个关系的验
本文以工业原材料制备的FeCoCrMoCBY非晶粉末为喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(high velocity of oxygen fuel spraying,HVOF)制备铁基非晶涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫
在制造业中,生产成本较高,消耗能源较大的典型代表就是模具钢的生产。模具钢的种类繁多,其中其工作环境恶劣,处在冷热交替环境下工作,使其产生较大应力及变形最终导致生成裂
高速切削加工技术是先进制造技术的重要方向之一,随着钛合金在各个行业的广泛应用,钛合金的高速铣削加工技术成为航空航天工业及其它制造技术中的难题之一。在钛合金高速切削
镁合金作为21世纪最轻的金属材料受到日益广泛的重视,其低密度、高比强度及易于回收等优点使镁合金在越来越多的领域得到广泛应用。而ZK60镁合更是一种典型的高强镁合金,但其