硅酸钙及硅酸钠浓度对钛合金表面生物活性涂层的影响

何代华¹，朱威^1,2，刘翔²，刘平¹

1. 上海理工大学材料科学与工程学院2. 上海微创医疗器械(集团)有限公司

摘 要：使用微弧氧化技术,在恒压工作模式下,脉冲电压400 V,脉冲频率600 Hz,占空比15%,氧化时间10 min,电解液由CaSiO₃,Na₂SiO₃·9H₂O,EDTA-2Na和K₂HPO₄·3H₂O组成,以不同浓度（0.0835～0.15 mol/L）的CaSiO₃及不同浓度（0～0.06 mol/L）的Na₂SiO₃·9H₂O,在3D打印基体钛片表面制备生物活性涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、涡流膜厚仪、Image-Pro Plus 6.0、轮廓仪、划痕仪等对涂层进行结构、性能及微观形貌表征,研究CaSiO₃和Na₂SiO₃·9H₂O浓度对涂层的影响。结果表明:随着CaSiO₃浓度的增加,涂层厚度、粗糙度、微孔孔径及孔隙率、涂层钙磷元素比逐渐增大,耐腐蚀性能及膜基结合力变差;随着Na₂SiO₃·9H₂O浓度的增加,涂层孔隙率及孔径先增大后减小,涂层厚度、粗糙度、涂层钙磷元素比逐渐增大,膜基结合效果和耐腐蚀性先变差后变好。当CaSiO₃和Na₂SiO₃·9H₂O的浓度分别为0.15 mol/L和0.015 mol/L时,涂层的性能最佳。

关键词：3D打印钛合金;微弧氧化;硅酸钙;硅酸钠;生物活性涂层;