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钛及钛合金材料因其良好的力学性能、生物性能和耐蚀性能常应用于骨移植材料。通过表面制备生物陶瓷涂层,不仅可以保持钛合金良好的力学性能,而且可改善钛合金的生物活性。目前,钛合金表面等离子喷涂羟基磷灰石(HA)涂层是制备植入体广泛应用的方法。但是,涂层制备过程存在羟基磷灰石易发生分解降低涂层生物性能问题。本文采用冷喷涂和温喷涂的方法降低喷涂温度以避免涂层形成过程羟基磷灰石的分解,并通过粉末中加入金属钛来增强涂层的力学性能,制备了力学性能和生物性能良好的羟基磷灰石和羟基磷灰石/钛复合涂层。运用温喷涂工艺(简称温喷),使用的燃气为丙烷(C3H8)、助燃气为氧气(O2)、送粉气为氮气(N2)。在丙烷气体压力为0.40 MPa,流量为15 splm;氧气压力为0.50 MPa,流量为60 splm;送粉气压力为0.6 MPa,流量为40 splm;喷涂距离为30 mm条件下,采用团聚工艺制备的球形HA粒子,在316L不锈钢基体上温喷涂HA单个粒子沉积实验。运用冷喷涂(简称冷喷)工艺,加速气体和送粉气体均为N2气,气体压力分别为2.0和2.4 MPa,喷涂距离为20 mm,气体温度分别为300℃、450℃和600℃的条件下,采用团聚工艺制备的球状HA粒子在316L不锈钢、Ti6Al4V、HA基体上进行HA单个粒子沉积实验。运用扫描电镜(SEM)研究温喷和冷喷沉积的HA粒子的表面及截面形态。结果表明:温喷和冷喷沉积的HA粒子均呈现中间隆起周边有径向溅射物的特征,横截面为上下表面非对称的椭球状,截面上的孔隙呈现非均匀分布。采用优化的温喷工艺参数和HA,HA90%Ti10%(H9T1)、HA70%Ti30%(H7T3)、HA50%Ti50%(H5T5)和HA30%Ti70%(H3T7)粉末,在316L不锈钢基体上制备HA及HA/Ti复合涂层。运用冷喷在加速气体为N2气,气体压力为2.0 MPa,送粉气体压力为2.4 MPa,喷涂距离为20 mm,枪室气体温度为300℃,喷枪移动速度为15 mm/s条件下,在316L不锈钢基体上制备HA涂层。分别运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了HA涂层的显微组织结构、成分、相结构、化学结构。采用透射电镜研究了HA粉末和冷喷HA涂层的晶体形态。结合涂层显微硬度、弹性模量、结合强度、磨损失重、极化曲线等研究了涂层的力学性能和电化学腐蚀性能。采用模拟体液浸泡实验研究了涂层的生物性能。结果表明:温喷和冷喷HA涂层呈现非层状的显微组织,涂层较为致密,涂层与基体界面未有明显裂纹。涂层具有与原始粉末相同的相结构、化学结构及类似的化学成分。温喷HA/Ti复合涂层出现了氧羟基磷灰石结构。冷喷HA涂层的显微硬度、结合强度和在Al2O3对偶上的磨损失重量分别为59.0±5.6kg/mm2、11.1±1.2MPa和2.24mg。温喷HA、H9T1、H7T3、H5T5和H3T7涂层的显微硬度、弹性模量、结合强度和Al2O3对偶上的磨损失重量分别为0.32、0.43、0.59、0.97和1.41GPa,1.37、2.69、5.05、12.14和23.28 GPa,17.29、22.33、25.45、28.27和34.76MPa,2.9、1.7、1.4、1.2和1mg,但冷喷和温喷HA涂层在聚碳酸酯(PC)和聚氨酯(PU)对偶上磨损失重不明显。冷喷HA涂层电极电位和腐蚀电流均低于316L不锈钢基体,表明具有较好电化学腐蚀性能。HA涂层及HA/Ti复合涂层在模拟体液中浸泡后,表面都生成了一层细小颗粒的磷灰石,表明所制备的HA及HA/Ti复合涂层具有良好的生物活性。