电沉积制备Mg-Zn-Ca-Zr合金HA涂层的研究

采用碱热处理＋电沉积＋碱热处理相结合的工艺在Mg-4.0Zn-1.0Ca-0.6Zr合金板材表面制备羟基磷灰石（HA）涂层。利用X射线衍射和SEM对不同电沉积工艺参数下制备出的涂层组织和形貌进行了分析。结果表明,电沉积工艺参数的变化对涂层组织产生很大影响,当电压为10 V时,随着温度提高,HA颗粒有长大的趋势;当温度一定时,随着电压升高,涂层沉积组织有由片状到颗粒状转变的趋势;电沉积制备Mg-Zn-Ca-Zr合金HA涂层的最佳工艺参数为电沉积温度50℃,电沉积电压为10 V左右。在此工艺条件下可制备出接近人骨的Ca/P比（1.67）的组织致密HA涂层。     

氟处理的镁合金表面电化学沉积Ca-P涂层的研究

为改善镁合金的耐蚀性和生物相容性,以氟处理的AZ31镁合金为基体,通过Ca(OH)2处理后使其表面改性,用电化学沉积法在其表面制备了Ca-P涂层。通过SEM、EDS、XRD和FTIR分析了涂层的形貌、化学成分和相组成。结果表明:经HF酸处理后,镁合金表面形成具有微孔的氟转化层,氟转化层在Ca(OH)_2溶液浸泡后形成具有微纳米孔隙的CaF_2层;相比于未经Ca(OH)_2处理的氟转化膜表面,具有微纳米孔隙的富钙层更有利于诱导含磷基团和钙离子的形核,电化学沉积所得的Ca-P涂层更致密均匀,晶体结晶更完整;电化学沉积后的涂层由长约70μm、宽约30μm的片状透钙磷石(DCPD,CaHPO_4·2H_2O)晶体组成,碱热处理后涂层表面形成大量绒毛状物质,DCPD转变为HA,HA涂层也是由呈花簇状生长的片状晶体构成。     

脉冲电化学沉积法制备钛基HA/Ag复合涂层

采用脉冲电化学法在生物医用钛表面制备出纳米HA/Ag复合涂层。借助SEM、XRD等对复合涂层的形貌、成分进行表征。利用大肠杆菌和白色葡萄球菌两个菌种对该涂层抗菌性能进行分析研究。最后利用MC3T3-E1成骨细胞检测复合涂层的细胞相容性。结果表明：HA/Ag复合涂层呈纳米球状,由HA和Ag两相组成。Ag在HA涂层中分布均匀。复合涂层对两种细菌均有较好的抗菌效果,对大肠杆菌抗菌率达100%,对白色葡萄球菌的抗菌率接近100%,对大肠杆菌的抗菌能力高于白色葡萄球菌。细胞培养实验表明MC3T3-E1成骨细胞在HA/Ag复合涂层表面的黏附、铺展较好。综合可知,脉冲电化学沉积法制备的纳米HA/Ag复合涂层具有较好的抗菌性和细胞相容性     

钛合金表面声电沉积/碱热处理法制备HA涂层研究

为了使钛合金(Ti-6Al-4V)具有生物活性,可在其表面施加生物活性羟基磷灰石(HA)涂层.对比了声电沉积法和碱热处理法实验结果,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、傅立叶红外透射光谱(FTIR)以及划痕测试等进行了分析.结果表明,直接采用声电沉积法在钛合金表面制备的羟基磷灰石涂层,经热处理后存在龟裂剥落现象;通过碱热处理法,对钛合金基体表面进行预处理,然后,借助声电沉积法,在钛金属表面沉积了透钙磷石涂层,经热碱液处理转变成的羟基磷灰石涂层,涂层完整,未出现剥落.经进一步高温烧结处理,所制涂层仍呈片状形貌,其由部分含钠的羟基磷灰石组成,而且HA涂层破坏的临界载荷未烧结前的4.365 N提高至烧结后的8.175N.     

NiTi表面电化学方法制备HA生物涂层的工艺研究

系统研究了 NiTi 形状记忆合金表面电化学方法制备 HA 生物涂层过程中工艺参数对涂层相组成及其结构和形貌的影响,得出了最佳沉积规范,在该规范下沉积的涂层均由 CaHPO4·2H2O 组成,经碱处理后完全转变为 HA。所制备的 HA 涂层均匀致密,一定条件下涂层形貌由传统的针状转变为片层状。初步探讨了 HA 涂层形貌发生转变的机理。     

钛合金表面声电沉积／碱热处理法制备HA涂层研究

为了使钛合金（Ti-6Al-4V）具有生物活性，可在其表面施加生物活性羟基磷灰石（HA）涂层。对比了声电沉积法和碱热处理法实验结果，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电子能谱（EDS）、傅立叶红外透射光谱（FTIR）以及划痕测试等进行了分析。结果表明，直接采用声电沉积法在钛合金表面制备的羟基磷灰石涂层，经热处理后存在龟裂剥落现象；通过碱热处理法，对钛合金基体表面进行预处理，然后，借助声电沉积法，在钛金属表面沉积了透钙磷石涂层，经热碱液处理转变成的羟基磷灰石涂层，涂层完整，未出现剥落。经进一步高温烧结处理，所制涂层仍呈片状形貌，其由部分含钠的羟基磷灰石组成，而且HA涂层破坏的临界载荷未烧结前的4．365N提高至烧结后的8．175N。     

镁合金表面可降解涂层的制备及其性能

目的 研究生物医用镁合金表面可降解涂层的制备,并对其制备条件、防腐蚀性能,体外降解性、细胞毒性等进行表征。方法 首先合成功能单体7-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4-甲基香豆素(MAC)和2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷(MDO),选择乙酸乙烯酯(VAc)作为共聚单体,通过自由基开环聚合合成可降解聚合物P(MAC-VAc-MDO)(PMVO)。将PMVO溶于二氯甲烷中并利用浸涂法在AZ31镁合金表面制备可降解涂层,探究不同制备条件(不同浸涂次数、不同聚合物浓度和不同环境温度)对涂层的膜厚、单位面积膜重以及水接触角的影响,并选择最佳涂层制备条件。采用动电位极化曲线测试对涂层的防腐蚀性能进行表征,可降解涂层的体外降解性和细胞毒性通过模拟体外降解实验和细胞实验进行表征。结果 当浸涂次数为3次、聚合物质量浓度为30 mg/mL、环境温度为40 ℃时,浸涂法制备的涂层均匀致密,此时该涂层具有良好的防腐蚀性能,模拟体外降解实验证明涂层样品浸泡后的pH和镁离子浓度与裸镁相比均有所下降,浸提液细胞毒性实验证明涂层的降解产物无毒。结论 通过自由基开环聚合成功制备聚合物PMVO,并通过浸涂法制备镁合金表面可降解涂层,通过实验证明最佳条件下制备的涂层具有良好的防腐蚀性能、生物可降解性以及细胞毒性。     

水热处理对电化学沉积HA涂层物相的影响

采用电化学沉积在碱处理Ti6Al4V钛合金基体上生成羟基磷灰石（HA）涂层,研究了水热处理对该涂层物相的影响。结果表明,电化学沉积HA涂层结晶度低、晶粒尺寸较小,经120 ℃和160 ℃水热处理后,HA结晶度和晶粒尺寸显著增大,且随水热处理温度的增加,结晶度和晶粒尺寸增加。     

电沉积制备氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层

采用电沉积方法在钛表面制备氧化石墨烯-羟基磷灰石(Graphene oxide/Hydroxyapatite,GO/HA)复合涂层,通过调整GO的浓度,研究GO对所得涂层晶体结构及生物学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱分析所得涂层的表面形貌和物相构成,用SEM观察涂层表面MG63成骨样细胞生长情况。结果表明,电沉积法可在钛表面制备GO/HA复合涂层,且随GO浓度增加,HA结晶度增加。此外,复合涂层较单纯HA涂层更能促进成骨样细胞早期粘附。     

水热电化学沉积HA/TiO_2复合涂层物相及性能

采用水热电化学沉积法制备HA/TiO2复合涂层,研究电解液中TiO2加入量和沉积温度对HA/TiO2复合涂层物相组成及表面形貌的影响,同时对复合涂层的结合强度、生物活性进行了研究。结果表明,HA/TiO2复合涂层由HA和TiO2组成,其中HA晶体含量随电解液中TiO2加入量的增加而减小;HA晶体尺寸随电沉积温度升高呈增大趋势;在120℃,15 g/L TiO2条件下,电沉积HA/TiO2复合涂层的结合强度达到18 MPa。TiO2的加入没有影响涂层的生物活性。     

铝合金电泳涂装工艺研究

试验研究了电压、温度、时间等因素对环氧树脂涂膜厚度及膜层外观的影响,确定了环氧树脂阴极电泳涂装的最佳工艺条件:固体分17%～19%,pH值6.0～6.4,温度28℃～32℃,电压75 V～85 V,时间120 s～150 s.在电沉积过程中,初期涂膜增长速度很快,电流密度迅速减小;150 s后,涂膜停止生长,电流密度维持在很低的数值上.     

医用镁合金等离子喷涂羟基磷灰石涂层研究

为了提高医用镁合金的表面耐蚀性和生物相容性,采用等离子喷涂技术在镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)涂层.研究结果表明,镁合金表面所制备的HA涂层与基体结合牢固,界面无裂纹、气孔等缺陷.相组成为生物相容性较好的HA和少量的Ca3(PO4)2(TCP),显微组织具有层状特征,涂层表面存在一些有利于骨长人的孔隙.涂层的弹性模量约为19.825 GPa,接近骨的弹性模量,涂层表面硬度为300～350 HV.腐蚀试验和钙磷沉积试验结果表明HA涂层具有较好的耐蚀性和骨诱导性.     

AZ91HP镁合金电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层的显微结构与耐磨性(英文)

以AZ91HP镁合金为研究对象,以纳米氧化硅为第二相粒子,通过纳米复合电沉积法制备AZ91HP镁合金Ni-SiO2纳米复合镀层。利用扫描电镜观察纳米复合镀层的显微形貌与微观结构,利用显微硬度计测定纳米复合镀层显微硬度,利用M200摩擦磨损试验机测试纳米复合镀层的耐磨性能。结果表明:在AZ91HP镁合金表面获得了结晶均匀、结构致密的Ni-SiO2纳米复合镀层;纳米复合镀层剖面形貌显示纳米复合镀层与镁合金基体结合良好;镀液中纳米颗粒含量为10g/L时,AZ91HP镁合金表面电沉积Ni-SiO2纳米复合镀层的显微硬度最高,最高达HV367;摩擦磨损试验表明纳米复合镀层与镀镍层、镁合金基体相比,耐磨性明显提高,这是由于纳米颗粒的细晶强化和弥散强化所致;纳米复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损,镁合金基体磨损机制为粘着磨损,镀镍层磨损机制为剥层磨损。     

Ca-P涂层在镁合金表面的形成特征

用化学方法在AZ91镁合金表面沉积二水磷酸氢钙涂层以提高镁合金在模拟体液中的生物降解能力。运用扫描电镜、X射线衍射对该涂层在模拟体液中浸泡前、后的显微组织进行分析。结果表明,在预钙化过程中形成的二水磷酸氢钙涂层呈现出两种不同的形貌。预钙化过程中钙化溶液的滴定速度强烈地影响预钙化涂层的形貌。随着钙化涂层在模拟体液中浸泡时间的延长,二水磷酸氢钙的衍射峰逐渐消失,羟基磷灰石在基底表面析出,表明二水磷酸氢钙在浸泡过程中发生溶解。详细讨论了二水磷酸氢钙涂层的结构以及羟基磷灰石涂层的形成机制。     

Microstructure development and thixoextrusion of magnesium alloy prepared by repetitive upsetting-extrusion

Thixoextrusion involves processing alloys with a spheroidal microstructure in the semi-solid state. Before thixoextrusion, repetitive upsetting-extrusion (RUE) is introduced into the strain induced metal activation (SIMA) process to predeform AZ80 magnesium alloy. Microstructure evolution of RUE formed AZ80 magnesium alloy during partial remelting is studied at temperatures for times. Tensile mechanical properties of thixoextruded components are determined and compared with those of AZ80 magnesium alloy thixoextruded from starting material produced by casting. The results show that with increasing number of RUE passes solid grain size decreases and the rate of liquation is improved. Prolonged holding time results in grain coarsening and the improvement of degree of spheroidization. The variation of the solid grains with holding time obeys the Lifshitz, Slyozov and Wagner law. Increasing the heating temperature is favorable for the formation of spheroidal solid grains. The tensile properties for AZ80 magnesium alloy thixoextruded from starting material produced by RUE are better than those of AZ80 magnesium alloy thixoextruded from starting material produced by casting.     

Effect of heat treatment on the intermetallic layer of cold sprayed aluminum coatings on magnesium alloy

Dense and thick pure aluminum coatings were deposited on AZ91D-T4 magnesium substrates using the cold spray process. Heat treatments of the as-sprayed samples were carried out at 400 °C using different holding times. The feedstock powder, substrate and coating microstructures were examined using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) as well as Vickers microhardness analysis. The results demonstrate that aluminum coatings having dense and uniform microstructure can be deposited successfully using a relatively large feedstock powder. It has been identified that the intermetallics Al₃Mg₂ (γ phase) and Mg₁₇Al₁₂ (β phase) were formed at the coating/substrate interface during heat treatment. The growth rate of these intermetallics follows the parabolic law and the γ phase has a higher growth rate than the β phase. The thickness of the Mg₁₇Al₁₂ and Al₃Mg₂ intermetallic layers has reached 83 μm and 149 μm, respectively. This result is almost 45% higher than what has been reported in the literature so far. This is attributed to the fact that T4 instead of as cast Mg alloy was used as substrate. In the T4 state, the Al concentration in the Mg matrix is higher, and thus intermetallic growth is faster as less enrichment is required to reach the critical level for intermetallic formation in the substrate. The AZ91D-T4 magnesium substrate contains single α phase with fine clusters/GP-zones which is considered beneficial for the intermetallic formation as well as the intimate contact between the coating/substrate interface and the deformed particles within the coating.     

AZ31镁合金包埋渗Al涂层的显微组织与性能

采用包埋渗法在AZ31镁合金表面制备Al涂层.利用X射线衍射(XRD)、背散射电子成像(BSEI)和能谱仪(EDS)等技术对Al涂层的物相、显微组织和成分进行表征分析.结果表明,包埋粉的成分对涂层的物相、显微组织和厚度有显著影响.对于以AlCl3粉末为活化剂的样品,涂层较厚,涂层从表面到内部由呈梯度分布的相和组织构成,...