声电沉积CC磷灰石生物活性涂层的超声作用机制.pdf

增刊3 vol 第36卷 稀有金属材料与工程 36，Sup一3 2007年 9月 RAREMET址MATERLALSAND日VG眦ERTNG 声电沉积C／C磷灰石生物活性涂层的超声作用机制 翟言强，李克智，李贺军，刘 皓，付前刚 (西北工业大学．陕西西安710072) 测试手段，考察了超声频率对涂层组成、结构和形貌的影响。结果表明：低超声频率时(25kHz)形成片状羟基磷灰石 (calo(P04)6(OH)?(HA))；当超声频率刊高时(45kHz或60kHz)形成棒状磷酸氢钙(caHP042H20(DcPD))。随着 渐升高。超声波对电沉积的作用主要是降低了钙磷相反应能皇和增强了娄旋转效应。 关键词：炭，炭复台材料；声电沉积；磷灰石涂层；超声频率 中图法分类号；TB332；R318文献标识码：A 文章编号：1002．185x(2007)s3—594一05 合材料表面的改性报道较少…q”。由于电沉积技术是 1 引 言 在温和条件下进行．属非线性工艺，有较多可控制的 羟基磷灰石(HA)的化学性能及结构与人体骨组试验参数柬控制涂层的厚度、化学组成、结构和空隙 织中的磷酸钙无机盐相似．不仅具有骨传导性，还具 率，同时具有生产成本低，工艺简单、易于操作等特 有良好的桥接作用Ⅲ，但其力学性能较差，限制了它 点而引起了人们的高度重视”扣“】。 在承重骨中的应用。 超声波已被应用于多种材料的制备技术。将超声 炭单质被认为是所有已知材料中生物相容性最好 引入电沉积不仅保持了电沉积特点。而且由于超声“空 的材料之一【“。炭／炭复合材料fc，C)克服了单一炭材料 化效应”具有瞬时高温高压特性，不仅制备的涂层致 的脆性。继承了炭材料固有的生物相容性，同时兼有 密、均匀、与基体的结台力提高，而且对涂层的组成、 纤维增强复合材料的高韧性、高强度、耐疲劳、摩擦 微观结构和表面形貌均有较大的影响。熊信柏等n2_l” 性能优越等特点，具有一定的假塑性，微孔有利于组 通过研究沉积温度、电流密度、电解液浓度、初始口H 织生长，特别是它的弹性模量与人骨相当，能够克服 值等工艺参数对炭，炭复合材料表面磷钙生物活性涂 其它生物材料的不足，是一种综合性能优异、具有潜 层的影响，探讨了超声阴极电沉积的原理、特征和动 在力的骨修复和替代生物材料p”。为了使它能与骨组 力学等问题。本研究通过考察超声频率对炭，炭复合材 织化学键台、加快新骨组织的生长和避免炭粉脱落， 料基体表面钙磷涂层形成的影响，探讨声电沉积钙磷 可在其表面加载生物活性涂层。 生物活性涂层的超声作用机理，为超声一电沉积提供 将炭／炭复合材料与羟基磷灰石复合，既保持了生 理论依据。 物材料所需的力学性能，又具有生物活性。临床证明： 2实验 HA涂层能加快了新骨的生长，并且促使植入体与骨 组织间形成直接的化学键性结合，有利于植入体早期 2．1基体预处理 稳定，缩短手术后的愈合期‘”1。 试样基体材料为2D—cvI炭，炭复合材料，试样大 mm×10mm×2 HA生物活性涂层的制备技术很多口l”，主要有等 小为10 mm，试样表面分别用400。和 离子喷涂法、涂覆烧结法、激光熔覆法、离子束辅助