鎂合金生物陶瓷復(fù)合涂層的制備與性能研究.pdf

1、鎂合金是一種適合于醫(yī)用的金屬植入材料，無毒副作用、可降解性以及生物力學(xué)性能良好。另一方面，鎂合金存在耐蝕性差和生物相容性不佳的缺點(diǎn)，限制了它的應(yīng)用。因此，在不影響鎂合金良好性能的前提下降低它的腐蝕速率并提高其生物相容性成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。而對鎂合金進(jìn)行表面改性是重要的研究方法之一。
　　研究首先采用微弧氧化(MAO)技術(shù)在鎂合金表面進(jìn)行探索性試驗，得到較好的基礎(chǔ)電解液、添加劑組合以及MAO工藝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上制備MAO涂層。另外，

2、為進(jìn)一步提升MAO涂層的耐蝕性和生物學(xué)性能，使用電泳沉積(EPD)法在MAO涂層上沉積納米羥基磷灰石(HA)以制備微弧氧化-電泳沉積(MAO&EPD)復(fù)合涂層。采用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對涂層的表面、斷面形貌以及物相組成進(jìn)行分析;利用附著力劃痕儀測試涂層與鎂合金基體之間的結(jié)合力;使用高溫摩擦磨損試驗機(jī)測試涂層的摩擦學(xué)性能，采用慢拉伸試驗機(jī)研究 MAO&EPD復(fù)合涂層在模擬體液(SBF)中對鎂合金應(yīng)力腐蝕敏感性的影響;利

3、用浸泡試驗、析氫試驗以及電化學(xué)試驗分析涂層在SBF溶液中的耐蝕性能和腐蝕降解行為。
　　通過相關(guān)試驗得到如下結(jié)論:
　　1) MAO涂層表面凹凸不平、多孔且有微裂紋，涂層由較厚多孔層和較薄致密層組成;納米添加劑組合(ZrO2+CeO2)使涂層變得更加致密;MAO&EPD復(fù)合涂層表面平整，幾乎無表面缺陷，涂層內(nèi)部更加致密。
　　2) MAO涂層的主要物相為MgO和MgF2，還有少量的Mg2SiO4，添加的納米ZrO2、Y

4、2O3以及CeO2能進(jìn)入到涂層中，MAO&EPD復(fù)合涂層中還出現(xiàn)了HA物相峰值。
　　3)劃痕試驗證明納米添加劑組合（ZrO2+CeO2）和（ZFO2+Y2O3）能提高M(jìn)AO涂層和鎂合金基體之間的結(jié)合力，但EPD處理對涂層結(jié)合力的影響不顯著。
　　4)摩擦磨損試驗證明納米添加劑組合（ZrO2+CeO2）能夠改善MAO涂層的耐磨性，EPD處理能進(jìn)一步提升MAO涂層的耐磨性;MAO涂層和MAO&EPD復(fù)合涂層前期的磨損機(jī)制為磨粒

5、磨損，后期為疲勞磨損。
　　5)慢拉伸試驗證明鎂合金表面的 MAO&EPD復(fù)合涂層不能明顯的降低鎂合金在SBF溶液中的應(yīng)力腐蝕敏感性。
　　6) MAO涂層和MAO&EPD復(fù)合涂層能提升鎂合金在SBF溶液中的耐蝕性，但MAO&EPD復(fù)合涂層的耐蝕性更好。相比無添加劑的MAO涂層，含有添加劑(ZrO2+CeO2)組合的MAO涂層的耐蝕性更好。在SBF溶液中的浸泡試驗表明，MAO&EPD復(fù)合涂層無破損的浸泡期限能達(dá)到75天，遠(yuǎn)大