钛合金表面激光熔覆制备稀土掺杂梯度生物陶瓷涂层

来源 :南华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kkk3231
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
羟基磷灰石(HA,Ca10(PO46(OH)2)是一种生物相容性和生物活性材料,由于其结构与骨矿物相似,被用于不同的生物医学应用。TC4钛合金具有密度低、比强度高、疲劳强度高、生物相容性优异等性能,被广泛应用于生物医学领域。硼(B)是人体生理学的必需元素,它能促进骨骼强度,提高骨骼细胞的密度,增加骨骼对钙磷元素的吸收。此外,氧化镧(La2O3)是一种重要的稀土氧化物,可以提高HA的拉伸和弯曲强度,掺杂低含量的氧化镧可以提高生物活性,同时稀土氧化物可以改善激光熔覆过程中出现的熔覆层质量问题。本课题通过添加稀土元素进一步提升涂层的生物活性和改善激光熔覆过程中出现的质量问题,探索出最优的熔覆层厚度,确定最佳激光熔覆工艺参数,在此基础上进行不同稀土添加量的研究,最后确定最优的稀土添加量。本课题通过激光熔覆技术制备出了稀土掺杂的生物陶瓷涂层,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等实验设备研究了稀土氧化物添加量对熔覆层物相组成、力学性能、耐腐蚀性能和生物活性的影响。经过课题组的前期探索,确定熔覆粉末质量比为5BH:La2O3=99.4:0.6的条件下(5BH:95wt.%HA+5wt.%CaB6),通过一系列的探索实验,确定了最优的激光熔覆工艺参数:激光功率P=305W、扫描速度V=840 mm/min、光斑直径D=2.5 mm、搭接率为40%、氩气流速为10 L/min。熔覆层中添加稀土元素时,能观察到晶粒发生明显细化,通过XRD物相检测结果分析,稀土掺杂生物陶瓷涂层主要物相为:HA、B2O3、Ca3(PO42、CaTiO3、CaO、CaB2O4、TiO、Ti。当La2O3添加量为0.8wt.%时,硬度显示最高,最高硬度约为基体的2.3倍。稀土掺杂生物涂层与未掺杂稀土生物涂层相比,腐蚀电流密度降低,腐蚀速率下降,熔覆层耐腐蚀性能提高。利用体外模拟体液(SBF Simulated body fluid)浸泡实验评价熔覆层的生物活性,发现熔覆层中的稀土元素可以加快类骨磷灰石沉积,与未添加稀土元素的熔覆层相比磷灰石沉积量增多,当熔覆层中添加0.20.4 wt.%La2O3时,熔覆层表现出良好的生物活性。
其他文献
近几年高氨氮废水来源广成分复杂,例如厌氧发酵液和垃圾渗滤液等,处理技术难运行成本高,人们迫切需要一种稳定高效处理高氨氮废水的工艺来解决这一问题。厌氧氨氧化工艺作为
众所周知,多组分液-液混合体系中存在相行为,其微观结构会随体系的组成、组分性质、温度、压力的变化发生改变。然而当部分互溶的液-液混合体系处在相界面附近时,关于其溶液
纤维素织物由于出色的吸湿透气性、舒适性等特点,被广泛的应用于服装、家纺等领域。但纤维素织物极限氧指数较低,极易被点燃,对人们的财产和生命安全造成了威胁。目前被广泛
随着测序技术的日益成熟与各种组学数据的涌现,基因组规模代谢网络模型(GEM)的构建成功将不同代谢数据整合成一个整体,实现了微生物代谢网络特性的全局分析,这使得利用基因组
高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷具有比表面积大、热膨胀系数低、碱性和还原气氛下稳定性好、高温导热系数低的特点,可广泛地应用于隔热保温、高温过滤和催化剂载体等领域。但由
高脂饮食的不断流行、超重与肥胖人数日益增长,使肥胖成为困扰全球性的健康问题之一。在肥胖本身威胁着身体健康的同时,也会引发一系列如Ⅱ型糖尿病、高血压、高脂血症等代谢
铅(Pb)以其优良的化学稳定性和低廉的价格被广泛用于工业领域,由于重金属废水的不合理排放,造成水体和土壤污染,对有毒重金属的吸附去除是环境治理的关键问题。氧化石墨烯(Graph
维生素B2(核黄素)是生物体内的辅酶黄素腺嘌呤二核甘酸(FAD)和黄素单核甘酸(FMN)的前体,在氧化还原和电子传递中起着重要的作用。它能促进蛋白质、脂肪、碳水化合物的代谢,是
近年来,水体富营养化导致蓝藻水华频繁暴发,蓝藻死亡后会向水体释放有毒的藻毒素(MCs),危害人类健康。在前期研究中,本课题组异源表达了能高效降解MCs的藻毒素降解酶(MlrA)。
非饱和土地基承载性能一直是岩土工程领域的热点问题。雨水入渗是承载性能下降的主要诱因。目前进行降雨条件下地基承载性能演化研究常需借助复杂的数值模拟方法或试验手段,耗时较长、成本较高。因此建立一种便捷的雨水入渗作用下地基承载性能分析方法,对快速揭示雨季地基承载性能演化规律,及时采取针对性措施防止地基破坏具有重大现实意义。本文首先推导了地基遭遇均匀型、前峰型和后峰型等常见雨型降雨入渗时的基质吸力与极限承