镁合金表面HA/MgF2涂层及其负载蜂胶的制备与腐蚀性能的研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuhaha_123
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
镁合金具有跟自然骨相匹配的力学性能,具有良好的生物相容性和可降解性,是作为骨植入应用的具有潜力的材料。但是,早期的临床实验表明,镁合金在人体生理坏境下降解速率过快,导致Mg合金在骨治愈阶段不能保证其力学的完整性。增强镁合金的耐腐蚀性和生物相容性,较为有效的措施就是制备防护涂层。本文通过氟转化处理和电沉积技术在Mg-Zn-Ca表面制备HA/MgF2复合涂层。并在复合涂层表面装载蜂胶使涂层功能化,使其具备抗菌性和在骨愈合阶段消炎的作用。本文重点研究了涂层的结构和成分,并对试样体外耐腐蚀性能进行评价。本文用浓度为40%的氢氟酸对Mg-Zn-Ca合金进行氟转化处理24小时,表面氟转化涂层致密、均匀,XRD衍射图谱表面涂层主要由MgF2以及少量的附带产物Mg(OH)2。在氟转化涂层表面进行电沉积,实验中考察了恒流、双脉冲两种电源模式对涂层结构、成分、性能的影响。由于析氢、浓差极化对电沉积过程的影响,用恒流制备的涂层疏松、团聚现象严重,微观形貌为针片状。而用双脉冲制备的涂层均匀、致密,微观形貌为棒状。相对于片状形貌,棒状的HA涂层明显的在(002)晶面择优取向,倾向于沿着C轴生长。在模拟体液当中的浸泡实验表明,用双脉冲制备的复合涂层更能有效的保护基体,延缓其腐蚀。基于用双脉冲电沉积制备涂层的优势,本文对双脉冲制备涂层的工艺进行优化,当电沉积温度为80℃时,能够满足HA形核和生长的热力学和动力学要求,制备出均匀、致密的涂层;电流密度为1.0mA/cm2,沉积时间为20分钟,能够得到均匀的棒状结构,减少团聚的发生。另外,当前期氟化处理为24小时,在满足增强基体的耐腐蚀性能的同时,不影响HA涂层的形核和生长。实验中对用双脉冲制备HA/MgF2复合涂层的生长机理及组分进行探讨,并建立了棒状HA的生长模型。在双脉冲电沉积的过程中,发现氟转化涂层会释放F-,F-离子会取代HA中的羟基的位置,参与HA的形核和生长,由刚开始生成的纳米片状结构转变为纳米棒状结构,棒状结构的直径大约为80-120nm。通过电化学腐蚀实验来评价带有复合涂层的试样的腐蚀性能,在镁合金基体表面制备单一的HA涂层时,试样的腐蚀电位为-1.60V,而其腐蚀电流为5.72×10-5A/cm2,而当引入氟转化涂层时,经复合涂层HA/MgF2表面改性的试样的腐蚀电位为-1.55V,腐蚀电流为4.32×10-7A/cm2。可以看出,用复合涂层对镁合金进行表面改性对镁合金的耐腐蚀性能有了明显的提高。在模拟体液浸泡实验中发现,带有复合涂层的试样能够在较短时间内出现矿化现象,具有良好的生物相容性。本文采用不同的蜂胶浓度在复合涂层表面装载蜂胶,并观测涂层形貌变化。载蜂胶后涂层的傅里叶红外光谱中也探测到了蜂胶中的官能团,1638cm-1处,是芳香族C-N基团振动吸收产生的;1450cm-1为—CH2基的剪式震动和—CH3基不对称的弯曲震动;1261cm-1为氨基酸基团震动吸收峰;699cm-1是—CH=CH—震动吸收产生的。另外,本文用极化曲线来评价载蜂胶后的涂层的耐腐蚀性,其腐蚀电位由-1.55V提高到了-1.44V,腐蚀电流有略微的降低,由4.32×10-7A/cm2降低到3.39×10-7A/cm2,而腐蚀电阻由2.81×104Ω升高到1.34×105Ω,试样耐腐蚀性进一步升高。浸泡实验中,载蜂胶后的涂层具有良好的生物相容性,HA出现原位生长状态。将涂层剥离基体,发现基体的腐蚀行为与未经表面改性的镁合金的腐蚀形貌不同,证实涂层可以有效的保护基体,延缓其降解速率,具有作为骨植入材料的潜质。
其他文献
ZrCu基块状非晶合金是一种新型合金材料,因其特有的机械、化学和物理性能而备受关注。本文通过水冷铜模吸铸法,在Zr-Cu-Al体系中选择了14种成分,分别是(Zr50Cu50)100-xAlx(x=0,2
图像分割是图像处理与计算机视觉领域中最为基础和关键的任务之一,是对图像进行视觉分析和模式识别的前提。因此,快速、高效的分割算法一直是研究人员的关注热点。本文利用20
“一位好校长就是一所好学校”,校长是学校的最高领导者,对学校的运行和发展起着至关重要的作用。由于政治制度、经济和科技发展水平、历史文化、教育传统等不同,各国的校长
‘耐冬’为常绿阔叶灌木或小乔木,山茶科山茶属植物,主要分布于青岛崂山及长门岩等岛屿,为我国山茶自然分布的最北端。‘耐冬’四季常青,花色艳丽,花型优美,花期持久,傲雪凌霜,其种苗
木塑复合材料是由塑料和植物纤维为主要原料制成的一种性能优异、物美价廉的复合材料,可广泛应用于建筑、汽车、包装、运输等行业领域,缓解了当前木材紧缺的问题。但是,木塑复合
[目的/意义]大学生志愿者参与阅读推广服务已成为扩展推广人力资源、提升推广活动绩效的重要途径。[方法/过程]通过探索性因子分析与验证性因子分析,研究大学生志愿者参与阅
话语标记是语言交际中常见的一种现象,它们不参与句子信息的构建,主要用来引导和制约人们的交际。日常交际中存在着大量的例证类话语标记,用以标示说话人对于现实依据的态度
背景目的:新型抗癌药物SM-164是一类小分子Smac化合物,本研究旨在探索SM-164增强多柔比星对人骨肉瘤HOS细胞的增殖抑制、凋亡诱导作用及对细胞周期的影响,为进一步探讨作用机制
市场经济的发展,特别是市场机制优胜劣汰的结果,会增大社会成员生存和生活的风险。因此,社会保障问题越来越受到人们的关注。作为社会保障资金来源的一个重要渠道,社会保障税
电化学测量技术是研究电化学过程中电极反应及其规律的重要手段和试验技术,在化工、环境、生物、传感器、医学等多种领域得到了广泛的重视与应用。但是电化学反应体系及过程较