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。     

石墨烯、氧化石墨烯改性羟基磷灰石制备及研究进展

羟基磷灰石是一种具有优秀的生物相容性以及骨传导性的材料,但因其较差的力学性能,该材料在临床上的应用受到了较大限制。石墨烯、氧化石墨烯作为新兴的材料,因为独特的层状结构而有着不错的力学性能,因此利用石墨烯、氧化石墨烯对羟基磷灰石进行改性从而提升羟基磷灰石的性能是近期研究的热点。这篇综述简要介绍了近年来关于以石墨烯及氧化石墨烯作为支撑材料对羟基磷灰石进行改性的合成方法及所得产物的性能变化,对其主要研究进展,包括制备、性能和特点进行了探究。     

水热法制备羟基磷灰石涂层包覆镁合金的耐腐蚀性能和快速矿化能力

生物镁合金在骨组织修复中具有良好的应用潜力,但生理条件下极易受到腐蚀,失去原有的力学性能,导致植入体在服役过程中失效。为了提高其耐蚀性能和快速诱导磷灰石的能力,采用一步水热法在镁合金上制备了微纳结构的羟基磷灰石涂层,涂层极化阻抗值达到138.680 k?·cm²,具有优异的电化学性能。在模拟体液中测试试样30 d内的体外降解性能,溶液的pH值稳定在7.10～7.60之间,腐蚀速率始终低于0.400 mm/y。在浸泡3 d时,涂层表面由羟基磷灰石形成,微纳结构能快速诱导Ca–P产物的沉积,具有良好的矿化能力。     

氧化铝基体上羟基磷灰石/氟羟基磷灰石双层涂层的制备及性能

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al_2O_3)表面制得羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,HA和FHA重复沉积在氧化铝基体上形成均匀涂层,然后在1300 ℃进行热处理.在此过程中,如果没有FHA中间层,HA会和Al_2O_3发生严重的反应,形成磷酸三钙和钙铝化合物.SEM、XRD及粘接拉伸试验表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al_2O_3的反应,所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al_2O_3基体结合紧密.涂层经1300 ℃热处理后,其结合强度约为30 MPa.     

两步电化学法制备羟基磷灰石/氧化铝复合生物涂层的研究

研究旨在开发一种可应用于医用金属表面生物学改性的复合生物陶瓷涂层。通过先阳极氧化、再电沉积的两步电化学方法成功制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)／Al2O3复合生物涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)研究了阳极氧化Al2O3(anodic aluminum oxide,AAO)膜的表面形貌与HA／Al2O3复合涂层的表面及截面形貌结构;用X射线衍射仪(XRD)、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)与能谱仪(EDS)表征了复合涂层的物相组成;用等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)和粘接拉伸试验分别测定涂层在模拟体液(SBF)中的体外行为和浸渍后涂层间的结合强度,结果表明：所制备的HA含有少量碳酸根,在SBF中呈现优良的稳定性并能诱导新的磷灰石层的形成;HA底部嵌入AAO膜的孔洞中形成互锁界面,经模拟体液处理后两者之间结合强度为3．2MPa。     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层

羟基磷灰石由于具有优良的生物性能，被广泛应用于生物材料领域，而等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层是应用最为广泛的制备方法之一。在综合国内外献的基础上，本从羟基磷灰石的本征性能、喷涂工艺的影响、结合强度和梯度涂层等方面进行综述。     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层

羟基磷灰石由于具有优良的生物性能，被广泛应用于生物材料领域，而等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层是应用最为广泛的制各方法之一。在综合国内外文献的基础上，本文从羟基磷灰石的本征性能、喷涂工艺的影响、结合强度和梯度涂层等方面进行综述。     

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)。     

羟基磷灰石/石墨烯复合物对水中亚甲基蓝的吸附

以石墨烯为载体,通过一步水热法合成羟基磷灰石/石墨烯(HA/RGO)复合物。采用扫描电子显微镜对复合物形貌进行表征,探讨了溶液的pH、初始浓度及反应时间对HA/RGO复合物吸附亚甲基蓝(MB)的影响。结果表明,HA/RGO-1复合物对MB的吸附效果最好,HA/RGO-1复合物吸附量随着溶液的初始浓度和pH的上升而增大,HA/RGO-1复合物的吸附行为符合Langmuir吸附等温线,理论最大吸附量可达666.7 mg/g,反应过程在前80 min反应速率很快,约在480 min内达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级动力学模型。     

水热法制备羟基磷灰石涂层包覆镁合金的耐腐蚀性能和快速矿化能力EI北大核心CSCD

生物镁合金在骨组织修复中具有良好的应用潜力,但生理条件下极易受到腐蚀,失去原有的力学性能,导致植入体在服役过程中失效。为了提高其耐蚀性能和快速诱导磷灰石的能力,采用一步水热法在镁合金上制备了微纳结构的羟基磷灰石涂层,涂层极化阻抗值达到138.680 k?·cm^2,具有优异的电化学性能。在模拟体液中测试试样30 d内的体外降解性能,溶液的pH值稳定在7.10~7.60之间,腐蚀速率始终低于0.400 mm/y。在浸泡3 d时,涂层表面由羟基磷灰石形成,微纳结构能快速诱导Ca–P产物的沉积,具有良好的矿化能力。     

环氧／纳米ZnO复合涂层对镁锂合金耐腐蚀性的影响

以聚丙烯酰胺凝胶法制备了纳米ZnO,并对其进行改性,得到了环氧/纳米ZnO复合涂层.采用XRD和SEM对环氧/纳米ZnO复合涂层进行了表征.通过极化曲线和交流阻抗研究了裸基、复合涂层以及经锡酸盐转化处理后涂覆环氧/纳米ZnO的复合涂层的耐蚀性能.结果表明:复合涂层呈明显的两相结构,纳米ZnO分布均匀;复合涂层和锡酸盐转化协同,提高了镁锂合金的耐腐蚀性能.涂层中纳米ZnO质量分数不同,对镁锂合金耐蚀性能有不同的影响,纳米ZnO质量分数为2%时,复合涂层对镁锂合金的保护作用最强.     

铈对镁合金微弧氧化膜微观结构和耐蚀性的影响

利用扫描电镜、电化学工作站等,研究了不同铈盐添加方法对ZE10镁合金在由硅酸钠14 g/L、氟化钠14g/L、氢氧化钠2 g/L、甘油5mL/L组成的溶液中,于电压300 V、脉冲频率1 kHz、占空比15％的条件下微弧氧化20 min所得微弧氧化膜厚度、形貌和耐蚀性的影响.结果表明,先进行铈盐转化处理再微弧氧化和在电...     

ZE10镁合金微弧氧化膜层的制备及耐蚀性研究

采用含硅酸钠14g/LK、氟化钠14g/L、氢氧化钠2g/L和甘油5 mL/L的电解液,以微弧氧化技术在ZE10镁合金的表面成功制备了微弧氧化膜.采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射、电化学工作站等,研究了电压和时间对镁合金微弧氧化膜的厚度、表面形貌和耐蚀性的影响.结果表明,微弧氧化膜层主要由MgO、MgF2和Mg2S...     

环氧有机涂层对锌铁合金镀层耐蚀性的影响

利用腐蚀浸泡实验、失重法和交流阻抗谱分析等方法研究了环氧有机涂层对Q235钢电镀锌铁合金镀层耐蚀性的影响。结果表明,Q235钢基体、Q235+Zn–Fe合金镀层试样和Q235+Zn–Fe合金镀层+环氧有机涂层试样在5%NaCl溶液中浸泡504 h后,腐蚀速率分别为0.068 0、0.040 0和0.018 0 mm/a。涂覆环氧有机涂层至少能使锌铁合金镀层的防腐性能提高2倍,从而延长基体材料的使用寿命。     

封闭处理对镁合金磷酸钡转化膜的影响

在Na2SiO3和NaOH溶液中,研究了封闭处理对AZ91D 镁合金磷酸钡转化膜的影响,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱(XRD)研究了封闭前后磷酸钡转化膜的表面形貌及其相组成,采用全浸蚀试验和电化学方法检测了膜层的抗腐蚀性能.结果表明,封闭后的磷酸盐转化膜更加平整、致密.与封闭前的转化膜相比,封闭后的转化膜新增了C、Si元素和一些晶态物质,如SiO2、BaSi4O9、Na2SiO3和MgF2.封闭处理可以明显提高镁合金磷酸钡转化膜的抗腐蚀性能.     

A calcium phosphate coating improving corrosion resistance of the biodegradable magnesium alloy with graphene oxide modifying the deposition

Biodegradable magnesium alloy is an ideal material for medical implant applications, but its application is limited by its rapid degradation. Therefore, it becomes the main goal to improve corrosion resistance. In this study, a calcium phosphate dihydrate/graphene oxide composite coating was designed on the AZ60 alloy for medical applications. A calcium phosphate dihydrate coating was first prepared by biomimetic deposition on the alkali pretreated magnesium alloy, and graphene oxide was dispersed in the solution to modify the deposition. The results showed that graphene oxide could not only alter the loose striped calcium phosphate coating to the compact flaked composite coating, but also enhance the corrosion resistance with a reduced corrosion current density by 2 orders of magnitude, an increased impedance by 3 orders of magnitude and a corrosion rate down to 7/20. The in vitro biocompatibility of the composite coating was also demonstrated by a series cell experiments, with a cell viability of 120%. The composite coating provides a feasible method to enhance the corrosion resistance and biocompatibility of magnesium alloys.     

Effect of graphene on the microstructure and corrosion resistance of PEO coating formed on D16T aluminum alloy

Incorporated graphene coating was successfully prepared on D16T aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation (PEO) technology, and the effect of graphene on the microstructure, corrosion resistance, and wettability of the coating was investigated. Microstructure, composition, and morphology were studied by transmission electron microscope, confirming that graphene was successfully incorporated into the coating with pancake-like and embedded mode. The thickness and microhardness of the coating with graphene (G2) increased, whereas roughness and porosity reduced due to the incorporation of graphene, compared to the coating without graphene (G0). The resistive arc radius of G2 is obviously increased. The real impedance value of G2 is four times than that of G0. The resistance (R₁) of G0 and G2 are 3708 and 7533 Ω cm², respectively. The resistance (R₂) of G0 and G2 are 2.508E5 and 7.752E5 Ω cm², respectively. The contact angle of G2 under three liquid droplets was maximum, showing minimal surface-free energy (36.8 mJ/m²). Formation water showed the most obvious effect on the wettability of the coating compared to the distilled water and sodium chloride solution. Results verified that graphene in PEO coating significantly improved the microstructure of the coating and enhanced the hydrophobic performance and corrosion resistance of the coating.     

溶胶-凝胶封孔处理后AZ91D镁合金微弧氧化膜的耐蚀性

以正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体,采用溶胶-凝胶技术在微弧氧化处理的AZ91D镁合金基体表面制备了SiO<,2>封孔涂层.采用热重(TG)、能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)对凝胶热性能和涂层的成分及微观形貌进行了分析,并对封孔处理前后的试样进行耐蚀性检测.结果表明,封孔处理后,镁合金耐0.1 mol/L硫酸的时间超过...     

钛植入合金表面电化学沉积掺镁羟基磷灰石涂层

以Ca(NO3)2、(NH4)2HPO4和Mg(NO3)2为原料,采用电化学沉积法在医用钛合金表面制备了掺镁羟基磷灰石涂层,研究了电沉积工艺条件对掺镁羟基磷灰石涂层表面形貌的影响.结果表明,当电流密度为1.0mA/cm2,温度为65℃,pH为4.5,n(Mg):n(Ca)=1:3,电沉积时间为1 300 s时,得到了均匀致密的晶须状涂层.X射线衍射分析表明,烧结后的掺镁羟基磷灰石涂层中Mg2+取代了Ca2+,使HA涂层的晶格发生了变化.     

镁合金微弧氧化工艺及陶瓷层耐蚀性能研究

通过单因素试验讨论了镁合金微弧氧化电解液各组分对成膜的作用,得到电解液最佳配方:10g/L(NaPO3)6,5g/LNH4F,6g/LKOH,6mL/LC3H8O3。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析了陶瓷膜层的表面形貌、截面形貌、相组成及元素组成;采用点滴试验、交流阻抗和盐雾试验考察了陶瓷层的耐腐蚀性能。结果表明:膜层表面分布着大量均匀的放电微孔,孔径在1~3μm之间,膜层截面内层与基体过渡部分呈犬牙交错状态,结合良好;膜层由大量非晶态相及少量MgO组成,耐蚀性能优良。P与F元素的存在,证明了电解液组分较好地参与了微弧氧化反应。