电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展

羟基磷灰石(hydroxyapatite，HAP)生物陶瓷涂层被认为是目前最好的用于替代人体硬组织的一种生物医用材料。电泳沉积是一种全新的涂层制备方法，它可以解决传统HAP生物陶瓷涂层制备工艺上的各种不足。文中综合介绍了国内外有关电泳沉积HAP生物陶瓷涂层的研究报道，概述了电泳沉积的工艺流程和工艺参数，并对各种影响因素全面地进行了详细的探讨，进而提出了相应的设想和展望。     

在钛基上电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究

将羟基磷灰石(HAP)电泳沉积在钛基材上，得到了结构稳定的HAP生物陶瓷涂层。研究了电场强度、悬浮液温度、电泳时间、分散介质及HAP浓度对涂层形貌的影响。通过红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对涂层的组成及结构进行了分析，并采用扫描电镜(SEM)对涂层煅烧前后的微观形貌进行了观察。结果表明：在正丁醇作为分散剂、悬浮液温度30℃、电场强度250V／cm、电泳时间300s以及HAP浓度5．0g／L的条件下可制得形貌较好的HAP生物陶瓷涂层；经二次电泳沉积及煅烧后得到的HAP生物陶瓷涂层均匀致密．     

电泳沉积和反应结合制备羟基磷灰石/氧化铝复合涂层

在金属表面用电泳沉积(electrophoretic deposition, EPD)法制备羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)涂层的主要问题是结合强度较低.为了提高HA涂层与基体的结合强度,先采用EPD在钛表面制得羟基磷灰石/铝(hydroxyapatite/aluminum, HA/Al)复合涂层,然后采用反应结合方法(reaction bonding process)制备羟基磷灰石/氧化铝(hydroxyapatite/aluminum oxide, HA/Al2O3)复合涂层,并与相同条件下制备的HA单一涂层进行比较研究.用扫描电镜表征涂层的表面和横截面形貌.用能量散射X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)谱分析HA/Al2O3复合涂层的化学组成.用XRD仪研究涂层的物相组成和热稳定性.通过黏结-拉伸实验测定HA涂层与基体的结合强度.结果表明:通过850℃热处理,HA/Al复合涂层中的Al粉发生氧化反应生成Al2O3,经反应结合得到HA/Al2O3复合涂层;反应结合提高了HA涂层的致密化程度且降低了基底钛表面的氧化程度;与单一HA涂层相比,HA/Al2O3复合涂层与基底间的结合强度得到明显提高.     

冰醋酸介质中电泳共沉积制备生物玻璃/羟基磷灰石涂层

通过研究生物玻璃(bioglass，BG)微粉和羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)微粉在水和非水介质中的分散及带电特性，选择冰醋酸为介质，使分散在其中的BG颗粒和HA颗粒表面均带上正电荷，为电泳共沉积提供了前提条件。通过对BG颗粒和HA颗粒在冰醋酸介质中电泳共沉积以及后续低温快速热处理，在钛合金基体上成功地制备出了底层致密而表层附近多孔的BG／HA涂层。并对所制备的BG／HA涂层的力学性能和微观结构及组成进行了测试分析。     

悬浮液粉体含量对电泳沉积羟基磷灰石涂层的影响

从不同羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)粉体含量的悬浮液中,在钛表面电泳沉积HA涂层.采用扫描电镜、X射线衍射表征涂层的微观形貌及物相组成,通过黏结-拉伸实验测定涂层与基底的结合强度.结果表明:提高悬浮液的HA粉体含量,有助于提高电泳沉积HA涂层的致密性,改善其烧结性能,提高烧结致密化程度;HA涂层致密性的提高,有效地抑制了钛基底表面氧化反应,改善了涂层与基底的界面结合状态,使HA涂层与钛基底的结合强度从悬浮液HA粉体含量为5g/L时的4.54MPa,提高到悬浮液HA粉体含量为20g/L时的19.92MPa.     

电泳沉积用羟基磷灰石稳定悬浮液的制备

研究了羟基磷灰石粉体粒径、粉体预烧温度、陈化时间、分散溶剂、悬浮液固含量对羟基磷灰石悬浮液稳定性的影响,通过测定Zeta电位,吸光度等参数表征悬浮液稳定性,对悬浮液电泳沉积的涂层进行SEM表面形貌及粘结-拉伸结合强度的表征.结果表明:悬浮液颗粒越小,Zeta电位越高;对羟基磷灰石粉体预烧800℃,Zeta电位明显提高,且有利于涂层与基体的结合;悬浮液陈化48 h后,颗粒荷电性最佳,可得致密均匀的涂层;以乙二醇为分散溶剂可制备稳定的悬浮液,但乙醇溶剂更有利于涂层的电泳沉积;悬浮液固含量控制为20g/L时,涂层质量较好.     

复合电沉积制备HA/Ag生物陶瓷涂层

在电沉积羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)涂层的电解液中加入Ag粉，通过复合电沉积技术制备HA／Ag复合涂层，比较了不同工艺条件对涂层中Ag含量的影响，以及银对复合涂层结合强度、涂层组成和结构的影响。实验结果表明：复合涂层中Ag的含量随主盐浓度的减小、电流密度的减小和沉积时间的延长而增大。HA／Ag复合涂层经750℃烧结2h后的结合强度明显高于HA涂层，且随Ag含量的增加而提高，可达12．4MPa。当烧结温度高于750℃时，Ag起催化剂作用，促进HA发生了分解。     

在非水溶液体系中电泳沉积Ti6Al4V/BG/HA梯度涂层

本工作的目的是探索制备钛合金表面生物活性梯度涂层的新方法 ,提高涂层的结合强度及稳定性 .通过诱导羟基磷灰石 (HA)在生物玻璃 (BG)颗粒表面的结晶 ,改变了生物玻璃表面的带电特性 ;采用电泳沉积 (EPD)法 ,在非水溶液体系中实现了BG和HA在阴极Ti6Al4V基体上的共沉积 ,经烧结获得了生物活性梯度陶瓷涂层 ,得到了一种制备生物活性梯度陶瓷涂层的新工艺 .用XRD对涂层的相组成进行了定性分析 ,结果表明涂层由HA ,榍石和玻璃组成 ;采用粘结拉伸法测定的涂层与基体结合强度大于 18MPa,用SEM观察涂层表面及断面的形貌 ,可见涂层表面较为平整 ,没有明显的裂纹 ;涂层与基体结合紧密 ,且存在一明显的界面梯度区域 .     

电泳沉积功能陶瓷涂层技术

本文评述了功能陶瓷悬浮液的稳定性、电泳沉积技术原理、以及该技术在制备生物陶瓷、超导陶瓷、铁电陶瓷、耐磨耐高温陶瓷等功能陶瓷涂层方面的应用。讨论了电流、电压、分散介质及陶瓷本身特性等因素对电泳沉积过程和功能陶瓷沉积层性能的影响。     

羟基磷灰石生物陶瓷涂层制备方法评述

根据医用生物陶瓷羟基为磷灰石及医用金属材料的生物，力学特性，本文认为在金属基体表面涂覆羟基磷灰石是综合金属材料及生物陶瓷材料各自优越性阳有希望的途径这一。评述了羟基磷灰石涂层的制备方法，论证了较为优化的涂层结构。     

微弧氧化-电泳沉积一步法制备羟基磷灰石/TiO2复合涂层

采用微弧氧化-电泳沉积一步法在钛表面生成了羟基磷灰石(HA)/TiO2复合涂层。探讨了电解液中乙醇含量的不同对涂层表面形貌、相组成及抗腐蚀能力的影响。结果表明:乙醇含量为25%时,涂层中HA的含量最高,其抗腐蚀能力最强。     

羟基磷灰石涂层的生物仿生法研究进展

羟基磷灰石的生物复合涂层具有很高的外科应用价值.制备羟基磷灰石复合材料的方法有很多种,其中仿生法模仿了自然界生理磷灰石的矿化机制,在类似于人体组织内环境条件的水溶液中自然沉积出磷灰石层.仿生法具有许多其它方法无可比拟的优越性.本文对近年来文献报道中出现的生物仿生法进行了综述,阐述了各种仿生法中包括对基体进行预处理使其表面官能团化,再将基体在模拟体液中浸泡从而使磷灰石自然沉积的模拟生物矿化的4个阶段的工艺过程及其仿生机理.     

羟基磷灰石复合涂层制备的研究进展

将羟基磷灰石复合涂层按照特征分为三类,即单层复合涂层、双层复合涂层和梯度复合涂层。概述了这三类羟基磷灰石复合涂层的特点,并简要介绍这三类羟基磷灰石复合涂层的制备方法和研究进展,对开发出反应步骤更为简单,反应条件更为湿和,生物相容性更好的硬组织置换材料的研究前景进行了展望。     

Effect of Dispersants on the Electrophoretic Deposition of Hydroxyapatite‐Carbon Nanotubes Nanocomposite Coatings

Isopropanolic Suspensions of HA nanoparticles (20 g/L) plus various concentrations of carbon nanotubes (CNTs) were prepared using Tris and triethanolamine as dispersant. The positively charged HA nanoparticles were heterocoagulated on the negatively charged CNTs and generated the HA‐CNT composite particles with net positive surface charge. The heterocoagulation was more intensive in dispersant‐containing suspensions (DCS) due to the higher zeta potential of HA nanoparticles in them. HA‐CNTs particles can be rotated and aligned parallel to electric field as a result of torque exerted on them due to the generation of a dipole moment in CNTs during electrophoretic deposition (EPD). The mobility of HA‐CNTs particles aligned parallel to electric field is ≈50% higher than that of HA nanoparticles leading to the faster EPD from DCS when CNTs are added into them. CNTs more efficiently reinforced the coatings deposited from DCS due to the stronger electrostatic bonding between CNTs and HA nanoparticles in them.     

Composition and Crystallization of Hydroxyapatite Coating Layer Formed by Electron Beam Deposition

To improve the biocompatibility of Ti-based metal implants, a hydroxyapatite (HA) coating layer was formed on the surface by electron-beam deposition. The dissolution rate of the coating layer was strongly dependent on the layer's calcium/phosphorus (Ca/P) ratio. Layers with a Ca/P ratio close to that of crystalline HA (Ca/P = 1.67) showed good stability in a physiologic saline solution. When the layer was crystallized by heat treatment in air at temperatures between 400° and 500°C, the stability was enhanced further while maintaining good interfacial bonding strength with the substrate. Preliminary in vivo tests on rabbits indicated that heat treatment and the resultant enhancement in stability are beneficial for bone attachment to the implants.     

电泳涂料用液体聚丁二烯

电泳涂料是一种水性涂料，具有低污染，节能及高效等优点，现在广泛应用于汽车，轻工，农机，家电，军工，建材等领域。详细介绍了聚丁二烯类电泳涂料的离子化，典形配方和工艺以及发展方向。     

羟基磷灰石涂层的制备

本文以五氧化二磷、无水乙醇、硝酸钙为原料,通过溶胶-凝胶法制备羟基磷石灰涂层。选用2mm/s的速度浸渍提拉载玻片,在载玻片上进行涂膜,经60℃干燥后在650℃烧结保温3h,可在载玻片上得到羟基磷灰石涂层。研究结果表明:制备溶胶合适的配比为Ca(NO3)22·4H2O:P2O5(摩尔比)=10:3,即Ca/P原子比=5:3(约等于1.67)。