纯钛表面微弧氧化多孔陶瓷膜的结构特性

肖桂勇¹，王志刚²，塙隆夫³，吕宇鹏¹，王爱娟¹，朱瑞富¹，李士同¹

(1.山东大学材料科学与工程学院,山东,济南,250061;
2.山东建筑大学材料科学与工程学院,山东,济南,250076;
3.东京医科齿科大学生体材料工学研究所,日本,东京,101-0062)

摘要:采用微弧氧化处理技术和电解液成分的优化设计,在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合陶瓷膜,并考察了陶瓷膜的表面形貌、截面形貌、化学成分、物相构成、生物活性及其与基体的结合强度等特性.研究结果表明:纯钛表面微弧氧化后形成了凹凸不平的多孔陶瓷膜,整个膜层分为表层疏松层、中间过渡层和内部致密层三个区域,总厚度为25～40μm,膜层与基体的界面呈"锯齿状"紧密结合.膜层主要由金红石相TiO2和锐钛矿相TiO2构成;膜层中含有Ca,P,O,Ti四种元素,其钙磷比ω(Ca):ω(P)为1.528;膜层中的Ti,Ca,P元素呈梯度分布,由表及里Ti含量逐渐增多,Ca和P含量逐渐减少,O元素分布比较均匀.含钙磷多孔复合陶瓷膜具有良好的生物活性,样品经碱液处理后再在快速钙化溶液(FCS)中浸泡4d即有羟基磷灰石(HA)形成;膜层与基体具有高的结合强度,在450V和600Hz时膜层的临界载荷值高达29.5N.

关键词:纯钛; 微弧氧化; 多孔陶瓷膜; 组织结构; 特性;

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