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在钛合金(Ti6Al4V)基体表面涂覆具有生物活性的生物陶瓷涂层,综合利用钛合金的机械性能和生物陶瓷的生物活性,是当今最具应用前景的骨植入体研究热点之一。羟基磷灰石(HA)是目前研究最为成熟的生物陶瓷材料,具有优异的生物相容性和骨诱导性。然而,Ti6Al4V与HA的力学性能差别大,基体和涂层界面结合强度低,一般都低于20MPa;HA在体液环境中溶解速度快,涂层容易造成脱落。氟磷灰石(FA)能促进磷酸钙矿化和结晶化,同时 FA在体液中溶解速度比 HA慢。FA的引入可以改善涂层结构性能。 本论文通过对钛合金基体进行微弧氧化预处理,在基体表面形成多孔二氧化钛(TiO2)层,用悬浮液等离子喷涂方法依次涂覆FA层和HA层,制备 TiO2-FA-HA复合结构的生物陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析涂层形貌结构及其化学相组成,采用拉伸机测量涂层的结合强度。 本文主要研究了羟基磷灰石悬浮液的制备方法和悬浮液等离子喷涂工艺参数对涂层性能的影响。悬浮液的适宜浓度为:5 wt％的羟基磷灰石,0.5 wt％的十水焦磷酸钠(Na4P2O7·10H2O)作为分散剂。HA悬浮液的Zeta电位为-33.8mV,平均粒径分布为76.02nm;FA悬浮液的Zeta电位为-34.0mV,平均粒径分布为70.17nm。HA涂层的结合强度为24.2MPa,FA涂层的结合强度为26.8MPa。涂层出现 CaO,α-TCP和β-TCP等非晶相,通过后期800℃热处理可以提高涂层的结晶度。结果表明制备的涂层具有良好的结晶度和结合强度。