【摘 要】
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本文通过X射线XRD、红外光谱FTIR、扫描电镜SEM、透射电镜TEM等分析手段,研究了十六胺有机单分子膜对羟基磷灰石(HA)晶体结构、形核、晶体形貌和结晶学定向生长的调控作用及其机理.结果表明:无有机膜时,生成物为磷酸八钙(OCP)和羟基磷灰石(HA)的混合物,其生长速率很慢且晶体排列无一定规则;而在十六胺有机单分子膜调控下,生成物为规则排列的、沿定向生长的、结晶良好的纳米片状羟基磷灰石晶体,且
【机 构】
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中南大学粉末冶金国家重点实验室(长沙)
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本文通过X射线XRD、红外光谱FTIR、扫描电镜SEM、透射电镜TEM等分析手段,研究了十六胺有机单分子膜对羟基磷灰石(HA)晶体结构、形核、晶体形貌和结晶学定向生长的调控作用及其机理.结果表明:无有机膜时,生成物为磷酸八钙(OCP)和羟基磷灰石(HA)的混合物,其生长速率很慢且晶体排列无一定规则;而在十六胺有机单分子膜调控下,生成物为规则排列的、沿<0001>定向生长的、结晶良好的纳米片状羟基磷灰石晶体,且其形核和生长速度均很快.分析表明:十六胺有机膜上带有大量极性强、电荷密度高的-NH<,3>基团,它们通过静电作用在有机膜/溶液界面处形成局域过饱和浓度,促进羟基磷灰石晶体形核;另一方面,十六胺有机膜的二维晶格尺寸与HA(0001)面的晶格参数具有非常良好的匹配关系,构造了一个有利于HA以(0001)面形核生长的结构框架,从而促进了HA相沿<0001>方向定向生长.
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本文采用了沉积纳米陶瓷薄膜的一种新方法——燃烧化学沉积法.其特点是将配制好的初始液体雾化,让该液雾穿过高温火焰流体.初始液体在火焰中发生化学反应,并形成反应火焰流,该反应火焰流体系在火焰流的前方基体上沉积出纳米陶瓷薄膜.本文以制备α-AlO纳米薄膜为例,分析了工艺条件对制备纳米薄膜的影响.
本文用Si(100)基片做衬底,1:1的三聚氯氰和三聚氰胺的乙腈饱和溶液为电解液,在常温常压下用电化学的方法沉积了CN薄膜,并在500℃、N气氛下对其做了热处理.用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、X射线衍射图谱(XRD)对沉积的CN薄膜进行了测试和分析.XPS结果表明沉积的CN薄膜的w(N)/w(C)为0.9左右,氮是以SP和SP杂化形式与碳成键.FTIR表明碳和氮主要
在P-Si(100)基片上沉积的热丝CVD金刚石膜具有很好的晶形,颗粒以立方八面体为主,还有少量的孪晶正二十面体和孪晶正十面体颗粒,颗粒间结合良好;膜中不存在生长织构.正二十面体和正十面体颗粒都是"五重孪晶"结构,在颗粒表面上与五重孪晶面对应的区域形成V形凹槽,这种V型槽对五重孪晶金刚石颗粒的长大有热力学和动力学两方面的有利作用.五重孪晶颗粒的每一孪晶片内均发生了两组(重){111}微孪晶,但在五
本文利用UV-VIS吸上光谱、XRD、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对TiO/PSS静电自组装超薄膜的结构进行了表征,研究了工艺条件对复合膜结构的影响.发现使用醋酸可以制备纯锐钛矿相的二氧化钛纳米颗粒、醋酸使用量的不同可以改变生成二氮化钛晶粒的大小;自组装膜是颗粒膜、薄膜的沉积时间影响颗粒膜的致密度;空气中的热处理会改变自组装薄膜的厚度及组成.
本文采用大气等离子喷涂制备了纳米结构的AlO-3TiO涂层.利用XRD、SEM和TEM对涂层显微结构进行了表征,并测定了涂层某些机械性能.实验结果表明,二氧化钛相从纳米涂层中消失;纳米涂层含有大量等轴α- AlO颗粒,粒径大约为150~500nm.与常规涂层相比,纳米涂层的结合强度和抗裂纹扩展力得到明显改善,分别提高33﹪和80﹪.纳米涂层力学性能的改善与二氧化钛相的消失和等轴纳米α- AlO颗粒
本文选用生物相容性良好的羟基磷灰石(HA)微粒、玻璃纤维网和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等多元组分、结构形态各异的生物医用材料进行复合,并探讨用玻璃纤维网增强聚甲基丙烯酸甲酯/羟基磷灰石材料的复合与成型,以及对多元组分生物医用材料的力学性能进行讨论.
系统研究了NiTi形状记忆合金表面电化学方法制备HA生物涂层过程中工艺参数对涂层成分及其结构形貌的影响,得出最佳沉积规范.在该规范下沉积的涂层均由GaHPO·2HO组成,经碱处理后完全转变为HA.所制备HA涂层均匀致密,厚度为20μm,具有一定的结合强度,一定条件下涂层形貌由传统的针状转变为片层状.初步探讨了HA涂层形貌发生转变的机理.
采用KDC法在钛合金基体上成功制备了KTiO晶须涂层,并对涂层的微观形貌、相组成、涂层-基体的结合强度等进行了研究,在此基础上通过模拟体液实验对其生物活性进行了评估.结果表明,涂层与基体间结合牢固,能够经受空冷条件下的冷热冲击.涂层粗糙的表面和气孔可为骨的向内生长提供有利位置.经模拟体液培养,涂层表面形成了钙磷比接近人体骨骼的多孔蜂窝状钙磷层,表明涂层具有良好的生物活性.
本文采用透射电镜研究可降解多孔磷酸三钙陶瓷(β-TCP)骨内植入后的超微结构,阐明了磷酸三钙陶瓷的生物降解、新骨生成过程及其显微结构的变化,为探讨可降解钙磷材料的生物降解和骨生成机制提供了直接证据.研究结果表明材料在体内显微结构的变化是影响材料降解的重要因素之一,材料参与新骨形成的途径除了通过降解-吸收-再结晶外,还通过结构改建直接参与新骨形成.
本文用具有多种改性效果的低温等离子体处理难于化学键合氨基酸等生物活性物质的无机陶瓷材料,研究了处理工艺、材料的结构和生物学性能的变化.结果表明,用N-NH低温等离子体处理生物玻璃陶瓷(BGC)、羟基磷灰石(HA)、聚羟基磷酸钙钠(HP),可引入含氮物质,并化学结合了生物活性的氨基(-NH)、羟基(-OH)等基团.体外成骨细胞培养表明,等离子体处理后的三种生物陶瓷材料的生物活性显著提高.这为提高陶瓷