Zn-β-磷酸钙/Ti生物复合材料组织及性能

来源期刊：复合材料学报2019年第7期

论文作者：李刚 梁彦会 李阳 肖毅 付晓帆 刘志刚

文章页码：1667 - 1673

关键词：热处理;生物复合材料;显微组织;硬度;磨损;

摘    要：采用化学沉淀法制备掺杂Zn的β-磷酸钙（β-TCP）粉末,Zn-β-TCP与Ti粉以3∶7（质量比）混合均匀经真空烧结得到Zn-β-TCP/Ti生物复合材料。结合金相观察、SEM、XRD等进行微观组织和表面形貌观察、物相分析,并进行显微硬度、摩粒磨损、单轴压缩和体外生物活性测试。结果表明:Zn-β-TCP粉体中粒径（D50）集中在1～20μm。β-TCP/Ti生物复合材料成分为TiO₂、Ti、β-TCP和CaTiO₃,Zn-β-TCP/Ti复合材料成分为TiO₂、Ti、β-TCP、CaTiO₃和ZnO,Zn²⁺固溶到β-TCP晶格使衍射峰偏移,掺杂10mol%Zn的偏移角度最大。β-TCP结晶度随Zn掺杂量的增大而降低。β-TCP/Ti复合材料的TiO₂相弥散分布在网状β-TCP相中,Zn摩尔分数为10mol%时,Zn-β-TCP/Ti复合材料的孔隙孔径在200～300μm,满足工程支架材料的要求,且硬度最高为HV346.2,磨损率最低为0.051mg·mm-2,抗压强度在130～180MPa之间,弹性模量最大为8.021GPa,Zn的加入提高了β-TCP/Ti复合材料的力学性能。类骨磷灰石的积累随在模拟体液中浸泡时间的延长而增多,Zn-β-TCP/Ti生物复合材料具有良好的生物活性。