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碱处理钛合金对水热电化学沉积HA涂层的影响

杜见第 , 刘新宽 , 何代华 , 刘平 , 马凤仓 , 李芹 , 李思翀 , 于仲睿

材料热处理学报

研究了碱处理时间对钛合金表面形貌的影响.而后采用水热电化学方法在钛合金表面沉积羟基磷灰石(HA),研究了碱处理时间对HA形貌、物相及生物活性的影响.结果表明,钛合金表面碱处理生成的多孔网状结构由钛酸钠凝胶组成,孔径尺寸随碱处理时间的增加先增大后减小;HA涂层的微观形貌随预处理时间的不同而呈现分层生长模式;HA涂层c轴方向的择优度随预处理时间的增加先减小后增大,在48 h取得最小值;经过48 h碱液预处理的试样具有更好的生物活性.

关键词: Ti6Al4V , 碱处理 , 羟基磷灰石(HA) , 生物活性

CaCO3和CaHPO4·2H2O粉末配比对激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层的影响

吕晓卫 , 林鑫 , 关泰红 , 高勃 , 黄卫东

稀有金属材料与工程

使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO43(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响.研究发现,CaCO3和 DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系.HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54 的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量.由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100~300μm之间.粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量.随钙磷原子比的升高,涂层的结合强度和孔隙率随之下降,裂纹数量逐渐增加.

关键词: 原位合成 , 激光熔覆 , 羟基磷灰石 , 钙磷原子比

羟基磷灰石微载体的制备及生物相容性评价

杨宪园 , 冯晓娜 , 丁冲 , 王哲 , 商澎

材料导报

采用酸碱中和滴定法制备羟基磷灰石(HA)粉末,X射线衍射分析仪(XRD)检测其相组成,结果表明其具有较高的纯度和结晶程度.以该粉末为原料通过喷雾干燥法制备出粒径合适的羟基磷灰石微载体,采用扫描电镜观察其形貌和粒径分布,并通过原子吸收法检测微载体浸提液对钙离子浓度的影响,MTT法检测微载体浸提液对细胞毒性的影响,IPP软件分析计算浸提液对细胞铺展的影响,细胞计数法分析浸提液对细胞增殖的影响.结果表明,微载体首次浸提液中钙离子浓度、细胞的活性、细胞的铺展以及细胞的增殖与对照组相比均有显著差异,二次浸提液与对照组相比均无显著差异,即二次浸泡后的微载体具有较好的生物相容性.

关键词: 羟基磷灰石 , 微载体 , 浸提液 , 生物相容性

PLGA/TSF静电纺纳米纤维的仿生矿化及生物相容性

王倩 , 邵伟力 , 高艳菲 , 何建新 , 陈利 , 崔世忠

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2017.02.017

利用静电纺丝和模拟体液仿生矿化技术制备了聚乳酸-羟基乙酸共聚物/柞蚕丝素/羟基磷灰石((PLGA/TSF/HA)骨组织工程复合支架.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射测试(XRD)和热重分析(TG)对复合纳米纤维的形貌结构进行了表征.此外,在复合纳米纤维支架材料上接种人骨髓间充质干细胞(hMSCs),通过四甲基偶氮噻唑蓝比色(Four methylazo thiazole blue colorimetric,MTT)法,观察细胞在材料表面的生长情况评价纳米纤维的生物相容性.结果显示,PLGA/TSF纳米纤维毡具有精细的三维结构,纤维直径分布均匀,表面光滑.矿化后HA颗粒均匀地分布在PLGA/TSF纳米纤维表面,矿物含量约占63%.与PLGA/TSF纳米纤维支架相比,PLGA/TSF/HA纳米纤维支架的亲水性、生物相容性都得到显著提高.

关键词: 聚乳酸-羟基乙酸共聚物 , 柞蚕丝素 , 羟基磷灰石 , 生物相容性

水热均匀沉淀法制备Zn-Sr-HA微球

王萍 , 李国昌

人工晶体学报

通过调整反应溶液中Zn/Sr摩尔比和水热反应时间,制备了锌锶替代羟基磷灰石(Zn-Sr-HA)微球.利用光学显微镜、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究了微球的组成、结构和形貌特征.结果表明,当初始溶液中Zn/Sr摩尔比为3:2或1:1、反应温度180℃、反应时间3~4h时,产物全部由HA微球组成.微球的平均直径约10~20 μm,大小均匀、分散性好.随着初始溶液中Zn/Sr摩尔比的增加,HA微球中Zn/Sr摩尔比逐渐增加,晶胞参数a值和c值逐渐减小.

关键词: 水热均匀沉淀法 , 离子替代 , Zn/Sr摩尔比 , 羟基磷灰石(HA)

多孔TiNi合金表面沉积羟基磷灰石与表征

刘珏 , 李婧 , 刘超 , 刘敏 , 阮建明

稀有金属材料与工程

采用粉末冶金方法,以Ti、Ni纯元素粉末制备近等原子比TiNi合金,并通过仿生溶液生长法对合金进行表面改性.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析不同烧结温度(950,1000,1050,1100℃)、不同孔隙特性的金属基体表面羟基磷灰石相组成和微观结构.结果表明,采用粉末冶金方法制备的TiNi合金孔隙度较高,仿生矿化后的XRD图谱中羟基磷灰石相的衍射峰尖锐.在同等时间、同等矿化条件下,羟基磷灰石在1050和1100℃烧结而成的多孔TiNi合金表面结晶度较高,沉积层较厚,沉积效果相对较好.在一定范围内,孔隙率的增加有利于羟基磷灰石的形核与生长;而尺寸较小的孔洞底部会形成一个低离子浓度区域,不利于磷灰石的形核与长大.

关键词: TiNi合金 , 羟基磷灰石(HA) , 表面改性 , 模拟体液(SBF)

TA2表面微弧氧化-水热合成复合陶瓷膜层结构及其表面能分析

徐琳 , 丁建宁 , 许晓静 , 李伯全 , 牛小丫

稀有金属

采用微弧氧化-水热法在纯钛TA2表面制备了含有羟基磷灰石、金红石相Ti-2及锐钛矿相Ti-2的复合陶瓷膜层.观测与分析复合陶瓷膜层的微观形貌、元素成分、粗糙度及相组成,探讨水热时间对其结构及表面能的影响.结果表明,水热处理后膜层表面结晶形核出大量光滑且较规则的条柱状及针状HA颗粒,不同水热时间的膜层表面基本组成元素均为Ti、O、Ca、P.随着水热时间的延长,膜层表面HA晶粒增多,体积增大,表面粗糙度呈现先下降后上升的趋势.膜层表面与水的接触角在116.0°~140.2°之间,均大于纯钛TA2基材与水的接触角77.3°,疏水性能增强;膜层表面能为150.7~282.9 mJ·m2,较纯钛TA2基材的27.5mJ.m-2提高了4倍以上.粗糙度的改变是导致膜层表面能提高的主要因素.

关键词: 纯钛 , 微弧氧化 , 水热合成 , 表面能 , 羟基磷灰石

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