Ti-6Al-4V表面改性及光催化仿生矿化的研究

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为了赋予Ti-6Al-4V合金生物活性,通常在植入前在钛合金表面制备一层羟基磷灰石(HA)涂层。本文利用自然氧化,化学氧化,化学氧化后600℃热处理在TC4抛光表面制备氧化膜。研究不同工艺的氧化膜光催化诱导HA矿化的能力。为进一步提高植入体的表面粗糙度和接触面积,在TC4合金表面制备亚毫米凸台阵列。并后续进行化学氧化和600℃热处理,对氧化膜形貌、物相、抗菌性进行表征。在此基础上,探究其光催化诱导HA矿化的能力。得到以下结论:(1)化学氧化后,试样表面主要是中间产物,润湿性最佳;化学氧化后600℃热处理,试样表面出现TiO2结构,为锐钛矿和金红石的混晶结构,润湿性次之;自然氧化的表面润湿性最差。TiO2在黑暗环境下具有一定的抗菌性。(2)在矿化后,化学氧化组出现了金红石相。诱导HA矿化的能力,化学氧化组最强,自然氧化组最差。(3)仿生矿化法形成的磷灰石层为碳酸根羟基磷灰石混合涂层。(4)紫外光光照组HA矿化效果远好于黑暗环境组;表面凸台阵列组矿化效果要好于抛光表面。TiO2的表面凸台阵列和光催化效应能有效的缩短矿化周期。
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