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碳酸羟基磷灰石(Hydroxy-carbonate-apatite简称HCA)具有良好的生物活性和生物相容性，是一种应用前景非常好的生物材料。但是由于其本身的脆性和强度低，限制了它单独作为植骨材料的应用，而必须与其它传统的医用金属或陶瓷材料一起使用，才能满足作为医用材料强度方面的要求，本课题采用氧化铝陶瓷为基体，在氧化铝基体表面制备HCA涂层，利用氧化铝陶瓷良好的生物相容性、稳定的理化性能、机械强度高、耐磨损、耐高温等特性，充分利用涂层与基体的性能优势，制备出生物学性能和力学性能良好的生物活性涂层材料。
本论文对利用真空吸浆—高温煅烧—湿CO2气氛热处理法在氧化铝陶瓷基体上制备HCA涂层进行了研究。在制备涂层之前，首先研究了HCA的制备方法，利用X射线衍射分析(XRD)、傅立叶变换红外吸收光谱分析(FTIR)、差示扫描热分析(DSC-TG)等方法探讨了原料钙磷摩尔比，热处理温度对所制得HCA相组成与化学结构的影响。并且对涂层表面与断面形貌，结合强度、弯曲强度、化学稳定性与生物学性能等进行了研究。
研究结果表明，用Ca(NO3)2和H3PO4为原料制备的钙磷化合物，经1500℃高温煅烧后，在含水蒸气的CO2气氛中进行热处理，碳酸根能够进入晶格，生成生物活性高的HCA。热处理温度对产物的相组成有较大影响，对于钙磷摩尔比为1.45的试样，热处理温度为800℃时，晶相中有碳酸钙存在，而在823～1000℃下热处理结晶相为碳酸羟基磷灰石。原料钙磷摩尔比对产物也有很大影响，当原料钙磷摩尔比为1.45时，经热处理后生成纯度较高的碳酸羟基磷灰石，而原料钙磷摩尔比大于或小于1.45时，则由于钙的过量或不足，最终会生成少量CaO，CaCO3或Ca3(PO4)2(简称TCP)杂相。
一次真空吸浆吸附的钙磷化合物大部分进入到了氧化铝基体内部，料浆中的Ca2+扩散到氧化铝晶面上，使表层氧化铝的晶体生长成六角形板状结构。经过两次涂层，可在基体表面制备出粗糙多孔结构的碳酸羟基磷灰石涂层，该涂层与基体的结合强度大于69MPa，显著高于由其它方法(如等离子喷涂，低温涂覆—烧结法等)制备的涂层的结合强度。该复合材料的弯曲强度为315MPa。模拟体液试验表明，涂层具有良好的化学稳定性与生物活性。