论文部分内容阅读
镁及镁合金作为可降解骨内固定材料,由于在体内降解速度过快,限制了临床应用。为了调控纯镁微弧氧化生物涂层的降解速度和生物活性,本文提出纯镁超声微弧氧化(简称UMAO)-浸渍复合处理新方法,即在硅酸盐电解液体系中对纯镁进行超声微弧氧化处理后,进行(HF-)硅酸钠、(HF-)硅溶胶(简称CSG)、NaOH-硅烷偶联剂(简称SCA)不同的复合处理。研究纯镁超声微弧氧化-浸渍复合处理的工艺,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDAX)、X射线衍射仪(XRD)分析涂层微观形貌及相组成,研究超声辅助微弧氧化涂层不同复合处理机理,测定涂层结合强度、摩擦磨损性能、表面接触角、电化学腐蚀及模拟体液浸泡类骨磷灰石的生成。纯镁UMAO-多种复合处理制备的生物涂层致密,表面孔隙得到不同程度的填充。UMAO涂层的主要相结构为MgO和MgSiO3,不同处理的涂层还有SiO2和MgF2生成。单一UMAO涂层结合力为4.6N,复合处理后涂层结合力在4.8N-7.8N。单一UMAO涂层摩擦系数为1.1,复合处理涂层降到0.8-0.35。其中结合力及耐磨性最好的均是MAO-HF-CSG处理涂层,结合力达到7.8N,摩擦系数降低到0.35左右。不同处理涂层耐蚀性均优于单一UMAO涂层,耐蚀性最好的是UMAO-NaOH(3mol/L)-SCA处理复合涂层,自腐蚀电位提高75mV,自腐蚀电流密度Icorr降低两个数量级。经模拟体液分别浸泡后,涂层发生腐蚀并与模拟体液中的Ca、P等元素结合,有新物质类骨磷灰石生成。纯镁超声微弧氧化-多种复合处理发生的化学反应及物理变化生成的颗粒填充在微弧氧化涂层孔隙中,形成的复合膜层能有效阻挡腐蚀介质进入基体,提高涂层耐蚀性,进而达到涂层的可降解调控。综合比较,UMAO-NaOH(3mol/L)-SCA处理复合涂层具有最优异的力学性能及耐蚀性能。