钛合金表面仿生矿化的热力学分析

在室温下的仿生溶液(FCS)中实现了钛合金表面的仿生矿化．得到羟基磷灰石(HA)涂层。跟踪分析了矿化过程中溶液pH值的变化，比较了矿化溶液中可能形成的各种磷酸钙陶瓷的过饱和度，发现HA的过饱和度最大，从而证明FCS溶渡为HA涂层的形成提供了较好的热力学条件。     

钛表面仿生制备Si-HA涂层的热力学分析

通过计算室温下含硅过饱和钙磷沉积液（SSCPS）中可能形成的各沉积相的过饱和度，对仿生制备含硅羟基磷灰石（Si—HA）的热力学条件进行了分析。结果表明：羟基磷灰石（HA）过饱和度最大；且当pH〈8时，硅不具备以偏硅酸盐形式存在的热力学条件，从而表明SSCPS具备仿生制备Si—HA涂层的热力学可能性。在SSCPS中通过浸泡，在钛表面仿生制备了Si—HA涂层，其Si含量在0．14at％～1．14at％，实验验证了热力学分析的正确性：还跟踪了仿生沉积过程pH值变化。     

亚音速火焰喷涂HA/BG仿生生物涂层

为提高HA涂层结合强度,避免涂层在使用过程中开裂及溶解脱落等问题,采用亚音速火焰喷涂方法及涂层晶化处理,以Ti6Al4V为基体,引入热膨胀系数与基体相近的Ti/G过渡层缓解应力,工作层以HA为主,辅以生物活性玻璃(BG),喷涂制备HA/BG仿生生物涂层.通过调整BG含量,观测涂层形貌、相组成及结构的变化,进而分析HA/BG仿生生物涂层作为骨组织替代材料的适用性.结果表明:亚音速火焰喷涂HA/BG仿生生物涂层具有典型的热喷涂涂层形貌特征,与基体结合较好,没有明显的开裂脱落现象,涂层经700℃晶化处理后析出纳米和微米级HA,可增加与宿主骨组织接触面积,加快其反应,增加生物活性.添加BG后,涂层中有新相Na2Ca(PO4)F析出;当改变BG含量后,可改变HA、Na2 Ca (PO4)F晶相的含量,进而来调控涂层的溶解性和稳定性.     

生物可降解羟基磷灰石颗粒增强镁基复合材料的制备及表征(英文)

采用粉末冶金方法制备了生物可降解的纯镁基体和不同百分含量的羟基磷灰石颗粒增强镁基复合材料。通过压缩试验和电化学测试对复合材料的机械性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,复合材料的压缩屈服强度明显高于纯镁基体,并且随着羟基磷灰石含量的增加而提高;电化学测试结果表明,复合材料在生物模拟体液中的腐蚀电位与纯镁基体相比明显提高,其中Mg-20%HA复合材料的腐蚀电位为-1.582 V,腐蚀电流密度为10.84μA/cm2。     

粉末冶金法制备多孔Ti-HA生物复合材料的研究

以碳酸氢铵粉末为造孔剂,羟基磷灰石(HA)和Ti-6Al-4V粉末为原料,采用粉末冶金法制备多孔Ti-HA生物复合材料,并测定了其微观结构和力学性能。通过分析碳酸氢铵含量和成型压力对材料力学性能和孔隙率的影响,得到材料的抗压强度和孔隙率随成型压力的增加而分别增加和减少,随碳酸氢铵含量的增加则分别减少和增加。当碳酸氢铵含量为20wt%和30wt%时,材料的孔隙率分布在30%～50%,抗压强度高于20 MPa,孔径分布在100～500μm。     

钛表面自组装硅烷化对仿生矿化性能和细胞增殖的影响

通过自组装技术以3-氨丙基三乙氧基硅烷为主要成分的有机溶液对纯钛进行表面改性处理,进一步将改性处理后的样品浸泡在模拟体液中仿生矿化处理,利用全反射红外光谱、扫描电镜和X射线衍射研究矿化处理前后样品的表面形貌与结构特征;将人骨髓间充质干细胞(HMSCs)种植于改性处理前后样品表面,利用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)和扫描电镜观察细胞在改性前后样品表面的黏附、生长和增殖行为。结果表明,仿生矿化处理后,样品表面有类骨磷灰石生成,其钙/磷比为1.3;与纯钛相比,自组装硅烷化处理样品表面HMSCs的黏附率高,增殖效果明显。     

HA/Mg生物复合材料的制备及其腐蚀特性

以纯镁为基体,以化学沉淀法制备的针状羟基磷灰石（HA）粉体为增强体,采用粉末冶金工艺制备了不同HA含量的HAp／Mg复合材料。对所制备复合材料的组织、物相以及在模拟体液（simulated body fluid,简称SBF）中的腐蚀行为进行了研究。结果表明：HA在烧结过程中与镁基体没有发生明显反应：HA对HA／Mg复合材料的密度、硬度及强度产生了不同程度的影响;同时HA加入可以提高复合材料在模拟体液中的抗腐蚀能力和抑制模拟体液的pH值增加,通过调整HA的体积分数可以调控复合材料的力学性能和腐蚀速率。     

新型Mg-Zn-Ca/HA复合材料的制备及其综合性能分析

通过熔炼搅拌方法将纳米羟基磷灰石颗粒加入到Mg-Zn-Ca合金中得到Mg-Zn-Ca/HA复合材料,研究了该复合材料的显微结构和耐腐蚀性。结果表明,当Zn含量为3%时该复合材料显微组织是最佳的。当HA含量为1%时,复合材料的耐腐蚀性能最好。     

掺锶碳酸化羟基磷灰石多孔陶瓷溶解性能及溶解动力学的研究

通过生理盐水浸泡实验研究了掺锶碳酸化羟基磷灰石多孔陶瓷(Sr-CHA)的溶解性能.结果表明:碳酸根含量对多孔陶瓷溶解性能影响显著,通CO_2气体引入碳酸根的制品溶解性能最好;Sr-CHA多孔陶瓷的溶解性能随掺锶量的增加而提高;通过对实验数据进行拟合,Sr-CHA多孔陶瓷在生理盐水中的溶解符合Avrami型溶解动力学模型方程.     

医用钛表面纳米薄膜的制备及生物相容性研究

本实验采用经抛光打磨的纯钛片与氢氧化钠溶液进行水热反应,在钛片表面形成一维钛酸盐纳米结构薄膜,水热处理后的样品浸泡在模拟体液中进一步矿化,研究其表面诱导磷灰石沉积的能力。采用TEM、SEM、XRD、FTIR和EDX等测试手段表征样品矿化前后钛片表面的微观形貌、结构及元素组成。研究了反应时间对样品表面微观结构及性质的影响,并探讨了纳米结构形成的机理。通过对样品矿化后表面羟基磷灰石形成情况的研究,得出了最佳仿生表面的微观结构组成。结果显示:钛片与氢氧化钠水热反应能在其表面形成结构规整,尺寸均一的纳米结构薄膜;TEM结果表明钛片与6 mol/L氢氧化钠溶液在180℃条件下反应1 h便可观察到纳米结构的形成;通过对比不同反应条件下样品表面纳米结构的SEM结果得知:反应时间对表面薄膜的纳米结构的尺寸及结构均有影响;FTIR及XRD结果表明水热处理后的钛片表面有钛酸盐和钛酸生成,EDX及XRD结果显示水热处理后的钛片经SBF浸泡7 d后其表面能够诱导磷灰石沉积。     

一种制备仿生生物活性钙磷涂层的新方法

提出了一种在导电材料表面制备仿生生物活性钙磷涂层的新方法，即首先经阴极声电化学处理材料使表面带上含钙离子的功能化基团，然后浸入过饱和溶液，钙磷晶体在功能化表面上发生异相成核生长，从而形成薄膜或涂层。根据该方法，成功地在碳／碳复合材料表面制备了仿生五水磷酸八钙涂层，实现了生物惰性碳／碳复合材料表面生物活化改性。     

空心玻璃微球表面仿生沉积羟基磷灰石涂层

用NaOH和生物活性玻璃依次对空心玻璃微球进行预处理.将处理过的空心玻璃微球浸泡在1.5 SBF溶液中,仿生沉积得到羟基磷灰石涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜以及热场发射扫描电镜对空心玻璃微球和涂层进行表征.结果表明,浸泡15天后在空心玻璃微球表面形成一层均匀致密的羟基磷灰石涂层,随时间延长涂层厚度增加.     

介孔氧化锆材料的模板自组装法合成与表征

采用模板自组装的方法一步合成介孔氧化锆材料,并利用TG-DTA、SAXRD、N2吸附和HRTEM对材料进行表征。结果发现,经400℃焙烧后模板剂能够完全脱除;低角度XRD结果显示材料具有良好的介孔结构;N2吸附结果得到介孔氧化锆的孔径为3.7nm,比表面积为165.3m2/g。介孔氧化锆经不同温度焙烧后的XRD和HRTEM结果表明,600℃焙烧后仍能保持介孔结构,更高温度焙烧介孔结构被破坏;选区电子衍射显示在介孔孔壁上有部分的纳米晶生成。     

Biomimetic coating of calcium phosphate on materials

The biomimetic coating process in comparison with other processes is reviewed. This processing shows advantages in the surface bio-modification, such as low cost and flexible processing, wide range of apatite composition and thickness, non-line-of-sight characteristic and possibility to coat polymers and porous implants. The biomimetic apatite coating is made up of larger number of globules with size of 1 - 5μm. Each globule is a group of numerous flakes with a size range of 100 - 200 nm to 30 μm in length and 0. 1 - 1 μm in thickness. In-vitro and in-vivo studies show that the biomimetic apatite coating can promote an early and strong bonding to bone or promote the bone in-growth into the porous structure, which will be beneficial to the cementless stable fixation of orthopaedic implants. Recently developed co-precipitation of a kind of protein molecules into the HA coating shows much promising.     

Biomi metic coating of calciumphosphate on biometallic materials

1 INTRODUCTIONIn the recent years ,there is a huge develop-ment in biomaterials that are specially designed torepair and reconstruct damaged or diseased parts ofthe human bones[1 5]. Biometallic materials , suchas titaniumand titaniumalloys , have been mainlyused as bonei mplants due totheir good biocompat-ibility . However , a fibrous tissue was normallydetected at the interface between bone and bio-material due to its poor osteoconductivity , whichfinally would result in the lossening of…     

仿生结构复合陶瓷刀具材料力学性能及显微结构

针对不同烧结条件及TiC/WC组分比,采用热压烧结工艺制备出三层仿生结构复合陶瓷刀具材料。测试了仿生结构复合陶瓷材料力学性能,并对材料断口形貌和裂纹扩展进行了观察分析。结果表明：仿生结构复合陶瓷刀具材料抗弯强度达870 MPa,维氏硬度达21.83 GPa,断裂韧性达7.56 MPa?m_1/2,比SG4均质陶瓷刀具材料性能有所提高。断口形貌显示仿生结构复合陶瓷刀具材料较SG4均质刀具材料晶粒细密,晶粒尺寸呈现多尺度特征。材料断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂混合型。仿生结构复合陶瓷材料表面裂纹扩展呈现偏转和分叉。裂纹穿过材料界面扩展时有明显偏转现象。     

纳米银粉体新法制备及其表征

采用均匀沉淀和高温热分解相结合的方法制备了纳米银粉体,分析了粉体形成机理,研究了pH值、烧结温度和时间对粉体粒径和形貌的影响;采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了纳米银粉体结构、组成、大小和形貌.结果表明,pH=7、烧结温度300℃、烧结2h的条件下可得到分散性好、颗粒均匀,粒径50 nm的粉体.本制备方法原料易得、成本低、设备及工艺简单,反应副产物易回收且可用作肥料,整个过程满足清洁生产的要求.     

载银羟基磷灰石的制备与表征

以羟基磷灰石为载体、硝酸银为反应液,采用离子交换法制备出载银羟基磷灰石抗菌剂。考察了羟基磷灰石预煅烧温度、硝酸银浓度、反应时间、反应温度对复合材料载银量的影响,得出最佳的工艺条件:未经预煅烧的羟基磷灰石在硝酸银浓度为2g/L时,40℃反应2h。利用XRD、FT-IR及TEM对复合材料进行物相及形貌分析,结果显示银离子进入羟基磷灰石有两种方式,一种是取代钙离子进入晶格,另一种是物理吸附于羟基磷灰石表面。     

银纳米线的改进溶剂热法合成与表征

采用溶剂热法和晶种法相结合的改进方法,以硝酸银为银源,乙二醇为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂和分散剂,制备银纳米颗粒晶种,进而在溶剂热环境中合成了高均匀性的银纳米线。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、和紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)对产物的尺寸形貌、晶体结构以及光学性能进行了表征。结果表明,利用改进的溶剂热法制备的银纳米线具有较高的长径比,尺寸分布均匀,分散性良好,具有优异的等离激元共振吸收特性。     

石墨表面TaC涂层的熔盐法制备及表征

目的 以K₂TaF₇和Ta粉为主要原料,在石墨材料表面制备TaC涂层。方法 反应物在1200℃的熔盐体系中保温3h,反应生成碳化物,经后续2300℃真空保温1h后,得到TaC涂层材料。采用XRD和SEM对涂层的组成结构进行表征,采用拉开法对涂层的和石墨基体的结合强度进行测量,采用纳米压痕对涂层的硬度和弹性模量进表征,最后对TaC涂层的抗腐蚀性能进行模拟测试评估和实际的SiC长晶测试。结果 熔盐法制备的TaC涂层连续地覆盖在石墨表面,保持了原始石墨的形貌,其物相组成为TaC,呈现出亮黄色,厚度为20～40μm,涂层的晶粒无择优取向生长,呈现出无序堆积的状态。TaC涂层与石墨基体的结合强度为9.49 MPa,硬度和弹性模量分别为14.42 GPa和123.32 GPa。TaC涂层样品于2 300℃的SiC腐蚀气氛环境下保温3 h,质量损失率仅为0.01 g/(m²·h),远低于同测试条件下无涂层石墨样品的质量损失率4.67 g/(m²·h)。在2 300℃氩气气氛下保温3 h的SiC粉包埋TaC涂层的接...