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在生物医用种植材料研究领域,以钛及钛合金为基的表面活性陶瓷涂层复合材料正在引起广泛关注,而羟基磷灰石因具有较好的生物特性适宜于用做表面涂层,此金属基陶瓷涂层复合材料既能利用基体金属良好的力学性能,又可以发挥羟基磷灰石优良的生物活性和生物相容性。本课题以在TC4钛合金表面获得与基体良好结合,并且富含羟基磷灰石的涂层为目的,利用微弧氧化、电泳沉积技术并通过钙磷元素的碱转化,在钛合金表面制备了生物活性陶瓷涂层,利用现代分析方法研究了工艺条件对陶瓷层表面形貌、化学组成、相结构的影响。采用适当的离子型电解液体系组成以及与之相匹配的微弧氧化工艺,可以在钛合金表面制备富含钙磷元素的陶瓷层。电解液的适宜配方为:乙酸钙0.36 mol/L、甘油磷酸钠0.16 mol/L;与之配套的工艺参数为:正向电压400V、负向电压80V、脉冲频率800Hz、处理时间15min。在此工艺条件下,制备的陶瓷层具有多孔的表面结构,钙磷元素的含量较高,且钙磷比适宜。在导电溶液中添加羟基磷灰石微粒,利用直流脉冲电源可以在微弧氧化陶瓷层上沉积羟基磷灰石。研究表明在正向电压250V、频率200Hz、沉积时间40min,羟基磷灰石加入量2 g/L时,获得的羟基磷灰石沉积量最大。利用NaOH碱处理方法可以实现微弧氧化陶瓷层和微弧氧化/电泳沉积复合涂层中的钙磷元素的羟基磷灰石转化,其中处理时间、碱液温度、碱液浓度是影响转化的主要因素。两种涂层适宜的碱处理工艺分别为:处理时间2天、处理温度70℃、碱液浓度0.20 mol/L;处理时间6天、处理温度70℃、碱液浓度0.10 mol/L。以陶瓷层中羟基磷灰石含量为指标,表面多孔形貌为参考,对微弧氧化/电泳沉积、微弧氧化/碱处理、微弧氧化/电泳沉积/碱处理三种工艺进行了比较。结果表明,采用微弧氧化/电泳沉积/碱处理工艺可以在钛合金表面制得羟基磷灰石含量较高,且表面形貌适宜的陶瓷涂层。