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该文通过亚音速火焰喷涂技术,在钛合金基体上制备了以钛/底釉玻璃(Ti/G)涂层作为打底层,羟基磷灰石/生物玻璃/稀土氧化物(HA/BG/Y<,2>O<,3>)为工作层的生物活性梯度复合涂层.研究了复合涂层的结合强度、残余应力、显微结构、相组成、热效应及在模拟体液中表面磷灰石沉积形貌的变化.研究结果表明,打底层的SiO<,2>-CaO-Na<,2>O-B<,2>O<,3>-P<,2>O<,5>-CaF<,2>-K<,2>O系底釉玻璃具有合适的软化温度、热膨胀系数及良好浸润能力;工作层的SiO<,2>-CaO-Na<,2>O-P<,2>O<,5>-CaF<,2>-K<,2>O系生物玻璃在700℃热处理条件下可析出羟基磷灰石相.结合强度测试结果表明,随底釉玻璃量的增加,Ti/G系打底层在热处理前,涂层结合强变先减少后增加;热处理后,涂层结合强度为先增加后减少,最高可达38MPa.HA/BG/Y<,2>O<,3>系工作层在热处理后都具有较高的结合强度,均大于25MPa,高于常规等离子喷涂HA涂层.由于亚音速喷涂技术自身温度低、速度快,以及自制HA颗粒尺寸小,结晶度高的特点,使得HA涂层具有较高的结晶度;喷涂后工作层部分区域具有纳米结构形貌.Y<,2>O<,3>同BG对涂层相组成的影响不同,Y<,2>O<,3>可以提高HA的晶体结构稳定性,具有抑制HA分解的作用;BG则强烈的促进HA在涂层制备过程中的分解.各涂层热处理后,析出100~300nm的HA相,其形貌大小与所加添加剂种类有关;HA相大量增加,涂层结晶度提高.Y<,2>O<,3>对HA的分解产物同样有稳定作用,从而在热处理过程中对HA相的形成有抑制作用.BG在热处理过程中析出HA相.模拟体液(SBF)浸泡试验表明,涂层在模拟体液中的溶解—沉淀行为与涂层的相组成有密切关系.生物玻璃的加入有促进涂层溶解的作用,利于磷灰石沉积,而Y<,2>O<,3>有稳定涂层,降低溶解率的作用.各涂层对模拟体液的反应速度从快到慢依次为8H2B>8H2B5Y>HA>H5Y.通过对SBF浸泡过程中涂层表面磷灰石的形成机理进行探讨,认为基底与新相间的界面能、溶液中的过饱和度以及涂层表面微观结构是影响磷灰石沉积的主要因素.