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本文采用亚音速火焰喷涂方法,在钛合金基体上制备了以钛/底釉玻璃(Ti/G)涂层作为打底涂层,羟基磷灰石/生物活性玻璃(HA/BG)涂层作为工作层的生物复合涂层。观察和研究了底釉玻璃涂层、钛/底釉玻璃(Ti/G)涂层以及不同配比的羟基磷灰石/生物活性玻璃(HA/BG)涂层模拟浸泡时的表面形貌变化,并且比较分析了不同添加量Y2O3对羟基磷灰石/生物活性玻璃涂层表面形貌以及模拟浸泡后形貌的影响。结合各种分析测试手段,对各种组分的涂层的生物活性机理进行了分析。
研究结果表明,底釉玻璃涂层由热处理前的非晶相转变为热处理后的晶相物质,其主要晶相为CaB2O4、B2Si05、SiP207以及CaSi03等相;模拟浸泡后,涂层表面生成了Ca3(CO3)(OH)2和Ca(P03)2等相,表明底釉玻璃生物活性比较好,底釉玻璃组分中的Ca和Si元素的存在对活性涂层的形成起着重要的作用。Ti/G涂层表面主要晶相为金红石型Ti02和Ca3(C03)(OHh,在24天时布满针状纳米磷灰石层;Ti/G涂层中Ti02中的Ti4+溶解到模拟体液中,与模拟体液反应在涂层表面生成Ti-OH基团,为磷灰石成核提供成核位置。
研究发现,生物活性玻璃BG能够增加涂层的生物活性;比较模拟浸泡过程中各组分涂层,8H2B涂层重量变化保持比较稳定,生物活性比较理想。Y2O3的加入对涂层表面析出的第二相粒子的尺寸和形貌有一定的影响,适量的Y203添加到涂层对涂层表面析出相有一定的细化作用;添加了3%Y2O3的8H283Y涂层在整个浸泡过程中稳定性最好。