电泳沉积制备BG/BG-FHA复合涂层

周宏明; 曾麟; 易丹青; 李荐; 贾晓慧; 郭雁军

doi:CNKI:11-1801/TB.20110720.1424.034

电泳沉积制备BG/BG-FHA复合涂层

中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083

基金项目: 湖南省国际合作重点项目(2008WK2005); 中国博士后科学基金(200801350); 教育部博士点新教师基金(200805331062); 湖南省科技计划(2010FJ4061)

详细信息

通讯作者:
周宏明, 博士后, 副教授, 从事生物及高温涂层材料研究 E-mail: ipezhm@yahoo.com.cn

中图分类号: TB332; TQ174
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出版历程
- 收稿日期: 2010-11-28
- 修回日期: 2011-04-01
- 刊出日期: 2011-12-14

BG/BG-FHA composite coatings prepared by electrophoretic deposition method

School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China

摘要

摘要: 采用电泳沉积在Ti6Al4V钛合金表面制备了以生物玻璃(BG)为中间层, BG与氟取代磷灰石(FHA)复合粉末为表层的BG/BG-FHA涂层。通过XRD、SEM、EDS和电子万能力学试验机对BG/BG-FHA复合涂层的物相结构、微观形貌和涂层结合力进行了分析, 优化了涂层的热处理制度, 并通过模拟体液浸泡实验研究了涂层的体外生物活性。结果表明: 涂层经过热处理后玻璃(BG)与钛合金基体发生化学反应, 有新相Ti₃(PO₄)₄生成, 涂层和基体以化学冶金结合, 结合力大于20 MPa; 优化后涂层的热处理制度为: 热处理温度750 ℃, 保温12 min, 随炉冷却。BG/BG-FHA涂层浸泡后表面形成缺钙的类骨磷灰石, 成花瓣状生长, 长度为几百纳米, 具有优良的生物活性。
- BG/BG-FHA /
- 复合涂层 /
- 电泳沉积 /
- 力学性能 /
- 生物活性
Abstract: BG/BG-FHA composite coatings on the surface of Ti6Al4V alloy, which consist of a biological glass (BG) for the middle layer, BG and F doped hydroxyapatite (FHA) composite powder for the surface layer were prepared by electrophoretic deposition method. The phase composition, microstructure and adhesion of BG/BG-FHA composite coatings were analyzed by XRD, SEM, EDS and electronic universal material testing machine. The ameliorated heat-treatment process was obtained, and the in vitro biological activity was investigated by the soaking experiment in the simulated body fluid (SBF). The results show that a new phase Ti₃(PO₄)₄ is generated in the interface between BG and Ti6Al4V base alloy after the BG/BG-FHA composite coatings were heat-treated appropriately, and the binding mode of the interface is chemically metallurgical bonding, which is higher than 20 MPa. Optimized heat treatment processing parameters are as follows: heat treatment temperature 750 ℃, holding time 12 min and furnace cooling. The bone-like calcium deficiency apatite, which grows like petal with several hundred nanometers in length, forms on the surface of BG/BG-FHA coating after soaking, showing excellent biological activity.
- BG/BG-FHA /
- composite coatings /
- electrophoretic deposition /
- mechanical properties /
- biological activity

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