羟基磷灰石/氧化锆生物活性复合涂层的研究

以钛及合金为基体、HA涂层的复合材料作为植入物应用已很普遍。HA涂层与钛及合金基体的结合强度较低,易出现界面剥落现象;ZrO2具有较好的生物相容性,而且能提高涂层和界面的结合强度,制备HA/ZrO2生物复合涂层已成为国内外学者的研究热点之一。本文综述了HA/ZrO2生物复合涂层的研究进展。     

热喷涂烧结涂层结合性能评价界面应力有限元分析

通过梯度液相烧结或中温反应烧结处理，热喷涂层具有很高的结合强度。采用线切割沿涂层／基体界面切成对称切口，两边黏结后直接拉伸的实验方法对此高强涂层抗拉结合强度进行评价。对应不同涂层材料和切口结构工艺参数，借助有限单元法对涂层／基体交界面上的应力分布及切口附近的应力集中进行了分析，为正确评价涂层／基体的结合强度提供了依据。     

送粉方式对碳/碳基体上等离子喷涂羟基磷灰石涂层的影响

采用等离子喷涂技术在碳／碳复合材料上制备了羟基磷灰石(HA)涂层，采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针和电子拉伸机等研究了送粉方式对HA涂层的组织与性能的影响。结果表明：内送粉方式下制得的HA涂层，颗粒熔化程度较高，涂层的晶相含量较低；40kW的喷涂功率和外送粉方式下制得的HA涂层与碳／碳基体的抗剪强度最高；但HA涂层与碳／碳基体之间仍属于机械结合。     

等离子喷涂羟基磷灰石/氧化锆复合涂层力学性能分析

基体Ti-6Al-4V合金表面为羟基磷灰石(HA)涂层的植入体,已经广泛应用于外科整形临床手术中.为了提高涂层和基体的结合强度,本试验分别制备了90HA-10ZrO2和70HA-30ZrO2(按质量分数计)2种成分的复合涂层和纯HA涂层.复合粉末采用机械搅拌法制备粒径约为75～106μm,采用装备有NX100型Aotoman机械手的Metco 9M喷涂设备制备涂层.测量了涂层的结合强度(ISO 137794:2002),采用SEM对涂层表面形貌和涂层微结构进行了分析,XRD分析了涂层相组成和结晶度.结果表明采用等离子喷涂(APS)制备的HA涂层熔化效果很好,但涂层中有未熔化的ZrO2颗粒,而且30%ZrO2的未熔颗粒明显多于前者.2种复合涂层的结合强度都要高于纯HA涂层.     

钛合金表面磁控溅射制备羟基磷灰石/氧化钇稳定氧化锆复合涂层

采用磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA／YSZ复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和划痕法对涂层进行了表征。结果表明：用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上成功制备HA／YSZ复合涂层，涂层主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相，此外还有少量的TCP和CaO相；涂层表面呈多孔状，有利于类骨组织的长入，表面显微粗糙度约为140nm，涂层厚度约为4μm；划痕法测量涂层与基体的附着力约为80N。     

碳/碳复合材料表面等离子喷涂羟基磷灰石涂层的形貌与相组成

采用等离子体喷涂法在碳/碳基体表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层,以提高其表面的生物活性.采用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射仪等研究了碳/碳复合材料表面不同深度HA涂层的形貌、相组成、界面结合状况.结果表明:越靠近基体,涂层中α-TCP(α-磷酸三钙)的含量越高,HA的分解量越大;距离表面不同深度的HA涂层中,涂层形貌变化不大;在涂层与基体的界面处,碳、氧、磷、钙四种元素基本没发生互扩散,二者主要为机械结合.     

真空熔烧钴基合金－－碳化钨复合涂层的研究

采用真空熔烧法制作与钢基体牢固结合的钴基合金——碳化钨复合涂层，利用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪对涂层的组织结构和表面形貌进行观察与分析；采用法向拉伸法测出复合涂层与母材的界面结合强度；应用盘销式摩擦磨损试验机对复合涂层材料和淬火态45钢进行了磨损对比试验。结果表明，采用真空熔烧方法制得的复合涂层结构致密，界面结合强度高(370～400MPa)，耐磨性能好。     

试件预埋法测试涂层剪切结合强度

涂层与基体的剪切结合强度是评定涂层质量的重要指标，也是进行制造工艺优化的依据和基础。目前，薄涂层剪切结合强度测试采用划痕法，厚涂层测试主要有粘结拉伸／剪切法和侧向挤压法。分析了上述方法的不足，提出了试件预埋测试涂层与基体剪切结合强度的方法。试验结果表明，用该方法所测得的试验数据分散性低于ASTMC633—79标准。     

喷涂功率对碳/碳复合材料表面羟基磷灰石涂层抗剪强度的影响

采用等离子喷涂技术在碳／碳复合材料表面制备了羟基磷灰石（HA）涂层，采用自制装置测定了不同喷涂功率下涂层与基体的抗剪强度，采用扫描电镜观察了涂层表面、横截面和剪切断裂表面的微观形貌，并分析了涂层与基体的剪切断裂失效形式。结果表明：在40kw喷涂功率下，涂层与基体的抗剪强度最高，约为10MPa，其剪切断裂失效方式主要为涂层内部失效。     

影响CVD金刚石涂层硬质合金界面结合强度的因素及其改善方法

化学气相沉积法制备金刚石涂层硬质合金刀具综合了金刚石与硬质合金的优异性能,被广泛应用于切削难加工材料.金刚石与基体界面结合强度是评价金刚石涂层的一个主要性能指标.本文主要介绍了影响CVD金刚石涂层刀具界面结合强度的主要因素,并对如何提高其界面结合强度的方法进行了较深入的探讨,这对解决刀具基体与金刚石涂层之间的界面结合强度问题具有一定的实际意义.