【摘要】：可降解生物骨植入材料的開發(fā)是生物材料領(lǐng)域最引人注目的研究。在可降解生物骨植入材料中,鎂合金具有良好的力學(xué)性能,生物相容性和生物活性。然而,鎂合金的過快降解極大地限制了其在臨床上的應(yīng)用。目前期望控制鎂合金在體液中的腐蝕速率,提高鎂合金的長期耐蝕性,使之保持足夠的長期力學(xué)性能及生物活性,從而實現(xiàn)生物醫(yī)用鎂合金的應(yīng)用。而鎂合金的表面改性被認(rèn)為是改善鎂合金耐蝕性的重要途徑之一。本文采用水熱輔助溶膠凝膠法在AZ31鎂合金表面制備了氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層。通過調(diào)節(jié)氟添加量和涂層制備工藝如溶膠pH值、水熱溫度及水熱時間對涂層組成及形貌進行調(diào)控,進而調(diào)控復(fù)合涂層的電化學(xué)性能及長期耐蝕性。當(dāng)溶膠中氟離子濃度在0.01至0.04 M范圍之內(nèi),復(fù)合涂層由Mg(OH)_2、FHA和NH_4MgPO_4·H_2O組成。隨著氟添加量的增加,復(fù)合涂層中物相含量發(fā)生一定變化,結(jié)構(gòu)先逐漸致密后變疏松,厚度先逐漸增加后減小。當(dāng)溶膠中氟離子濃度為0.03 M,溶膠pH值為10,水熱溫度為140℃,水熱時間為6 h時,可以在鎂合金表面制備出均勻致密的復(fù)合涂層。涂層厚度約32μm。在模擬體液中,復(fù)合涂層包覆鎂合金試樣的交流阻抗達到293 kΩ?cm~2,顯著提高了鎂合金的耐蝕性能。浸泡49 d內(nèi),復(fù)合涂層可以快速誘導(dǎo)類羥基磷灰石的生成,涂層和礦化層的總厚度持續(xù)增加,交流阻抗值一直大于100 kΩ?cm~2,49 d時試樣厚度達60μm,且腐蝕速率為5.60×10~-33 mm/d。浸泡98 d內(nèi),模擬體液pH值在8以下小幅度波動。表明氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層可為鎂合金提供長期保護作用,且有效改善其生物活性。
【圖文】：

第3章 氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層包覆鎂合金試樣制備與性能研究為了提高生物醫(yī)用鎂合金在生理環(huán)境中的耐蝕性，本章采用水熱輔助溶膠凝膠法在鎂合金表面制備氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層，通過調(diào)節(jié)氟添加量和涂層制備工藝如溶膠 pH 值、水熱溫度及水熱時間對涂層組成及形貌進而調(diào)控復(fù)合涂層的電化學(xué)性能及長期耐蝕性。優(yōu)化制備出具有最優(yōu)長期耐蝕性的復(fù)合涂層。3.1 氟添加量對復(fù)合涂層組成、形貌和耐蝕性能的影響本節(jié)旨在通過水熱輔助溶膠凝膠法在鎂合金表面制備氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層，通過調(diào)節(jié)氟添加量調(diào)控復(fù)合涂層中組成及結(jié)構(gòu)，，從而調(diào)控復(fù)合涂層耐蝕性。優(yōu)化得出長期耐蝕性最好時所對應(yīng)的氟添加量。3.1.1 氟添加量對復(fù)合涂層組成的影響

圖 3-2 不同氟添加量條件下制備氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層包覆鎂合金試樣的表面形貌圖：（a）F1；（b）F2；（c）F3；（d）F4Fig. 3-2 Surface morphologies of the composite coatings: (a) F1; (b) F2; (c) F3; (d) F4.圖 3-3 不同氟添加量條件下制備氟摻雜鈣鎂磷復(fù)合涂層包覆鎂合金試樣的截面形貌圖：（a）
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4;R318.08

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