等离子喷涂Al_2O_3-30%TiO_2微米/纳米复合涂层的结构与耐磨性能

采用溶胶-凝胶法合成了不同粒径的Al2O3-30%(质量分数)TiO2纳米复合粉体,用喷雾干燥法对合成粉体进行喷雾造粒,造粒后的粉体通过等离子喷涂制备Al2O3/TiO2复合涂层,最后对涂层结构和性能进行了表征。涂层结构和形貌分析表明制备的涂层具有微米/纳米复合结构,初始粉体粒径对涂层的结构和致密度影响很小;涂层摩擦学性能测试表明复合涂层的磨损率随初始粉体粒径的增大而减小,初始粉体粒径为100nm左右时,复合涂层的磨损率最低。复合涂层的磨损机制为裂纹扩展导致的磨损剥落。     

真空和大气等离子喷涂镁黄长石生物活性涂层的对比研究

大气喷涂法制备的镁黄长石涂层是一种具有优良生物活性的新型骨科移植体涂层材料, 但其结晶度较低, 影响涂层的化学稳定性。本研究采用真空等离子喷涂法在钛合金表面制备了高结晶度的镁黄长石涂层。与大气喷涂镁黄长石涂层相比, 真空喷涂镁黄长石涂层具有更高的磷灰石矿化能力, 在SBF中浸泡6 d后表面即沉积了一层类骨磷灰石层, 浸泡14 d后表面沉积的磷灰石层的厚度约为大气涂层的4倍。真空喷涂镁黄长石涂层的离子释放明显低于大气涂层, 显示出更高的化学稳定性。骨髓间充质干细胞在真空和大气喷涂镁黄长石涂层表面粘附和铺展良好, 在两种涂层表面的增殖速度均明显高于HA涂层。本研究表明真空等离子喷涂的镁黄长石陶瓷涂层因其显著提高的生物活性及化学稳定性, 可能更适合用作人工关节涂层材料。     

氧化铝-氧化钛纳米粉末的形貌、微结构和晶型转变

用溶胶-凝胶法合成了含氧化钛质量分数为10wt.%、30wt.%和50wt.%的氧化铝-氧化钛纳米复合粉末和单纯氧化铝纳米粉末,用溶胶-凝胶法合成的氢氧化物前驱体在700-1200℃锻烧2h转变为相应的氧化物,用XRD和TEM对氧化铝-氧化钛纳米复合粉末的形貌、微结构和晶相进行表征,结果表明,二氧化钛质量含量每增加约20wt.%,复合氧化物中氧化铝的α相转变温度就降低100℃,随着氧化钛加入量的增加,复合氧化物的晶粒迅速减小。第二相的加入有效地抑制了氧化铝基体晶粒的快速长大。添加质量分数为30wt.%氧化钛且在1000℃下煅烧的样品拥有25-32nm的最小晶粒。