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阴极旋转电沉积生物陶瓷涂层的工艺研究

王涛 , 于峰 , 李慕勤

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.05.016

采用一种电化学沉积磷酸钙生物陶瓷涂层的新方法--阴极旋转电沉积工艺.通过测定涂层的XRD、界面结合强度、SEM观察表面与断面,研究了工艺的沉积特性及机理.在该工艺中,作为金属基体的阴极始终处于旋转状态,制备出比普通电沉积工艺更致密、均匀、尺寸更小的磷酸钙生物活性涂层,通过控制旋转速度制备出内部致密、外部多孔的梯度涂层,经后处理转化为羟基磷灰石涂层.通过控制旋转速度获得的梯度涂层,界面结合强度优于普通电沉积生物涂层.模拟体液浸泡后,在涂层表面先析出纳米粒子,之后成长为针状、网状,最后连接成一层.阴级旋转电沉积生物陶瓷梯度涂层具有较高的抗溶解性和生物活性.

关键词: 阴极旋转 , 电沉积 , 生物涂层 , 陶瓷涂层 , 梯度涂层 , 磷酸钙涂层 , 生物活性

钛和Ti-40Nb合金的微弧磷酸钙涂层结构与性能

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(17)60014-1

采用 SEM、TEM、XRD 和 EDX 等试验手段对经150~400 V 电压微弧氧化处理后工业纯钛(Ti)和Ti?40%Nb(Ti?40Nb)(质量分数)合金表面磷酸钙(CaP)涂层的显微组织、物理和力学性能以及化学特性进行研究。结果表明：在两种基体上所得到的涂层厚度、粗糙度和结构元尺寸显示出相似的线性特征且与处理电压有关。扫描电镜(SEM)分析表明，磷酸钙涂层为多孔形态，表面呈粗糙浮雕状。XRD和TEM分析结果表明，微弧磷酸钙涂层呈非晶态结构。当氧化电压增加至300~400 V时，涂层中形成了结晶相，如CaHPO4、β-Ca2P2O7。经过退火处理，涂层中形成复杂的多相结构，如CaTi4(PO4)6、β-Ca2P2O7、TiP2O7、TiNb(РО4)3、TiO2、NbO2和Nb2O5。当氧化电压为200~250 V、处理时间为5~10 min时，在工业纯钛和 Ti?40Nb 合金表面形成的涂层显示出最佳特性，其厚度为40~70μm，孔隙率为20%~25%，粗糙度(Ra)为2.5~5.0μm，粘合强度为15~30 MPa，Ca与P最佳摩尔比为0.5~0.7。

关键词: 磷酸钙涂层 , 微弧氧化 , Ti-40％Nb合金 , 工业纯钛 , 显微组织

不同络合剂对电沉积磷酸钙涂层作用的比较

康健强 , 左正忠

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2005.03.003

研究了在电沉积磷酸钙陶瓷涂层溶液中三种络合剂丙酸、柠檬酸及磷酸对磷酸钙涂层质量电量比、组成、结构及形貌的影响,通过SEM、XRD观测、分析,结果显示:在含有丙酸、柠檬酸及磷酸不同的络合剂溶液中,电沉积得到涂层组成分别为CaHPO4·nH2O;CaHPO4·nH2O,Ca3(PO4)2·nH2O;Ca3(PO4)2·nH2O,Ca10(PO4)6(OH)2.而且涂层质量电量比、结构、形貌也存在较大的差别.

关键词: 电沉积 , 磷酸钙涂层 , 络合剂

电沉积磷酸钙涂层机理的探讨

康健强 , 左正忠

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2005.06.002

提出了新的电沉积磷酸钙涂层的机理.认为在电沉积过程中,电子在电极/溶液界面交换,生成Ca2+的沉淀剂,沉淀剂与从络合物中离解出来的Ca2+在电极表面反应,并以金属基体表面为晶核生长点而生成磷酸钙涂层.新的机理能够解释实验事实.研究表明:如果能够选择出合适的络合剂,可直接电沉积得到单一的羟基磷灰石涂层.

关键词: 电沉积 , 磷酸钙涂层 , 机理