氟处理的镁合金表面电化学沉积Ca-P涂层的研究-西北有色金属研究院.PDF

第 45 卷 第 8 期 稀有金属材料与工程 Vol.45, No.8 2016 年 8 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING August 2016 氟处理的镁合金表面电化学沉积Ca-P 涂层的研究 1,2 1 1 1 张春艳 ，蔡春瑞 ，柳歆鹏 ，王 佳 ( 1. 重庆理工大学，重庆 400054) (2. 重庆市特种焊接材料与技术高校工程研究中心，重庆 400054) 摘 要：为改善镁合金的耐蚀性和生物相容性，以氟处理的 AZ31 镁合金为基体，通过 Ca(OH)2 处理后使其表面改性， 用电化学沉积法在其表面制备了 Ca-P 涂层。通过 SEM、EDS 、XRD 和 FTIR 分析了涂层的形貌、化学成分和相组成。 结果表明：经 HF 酸处理后，镁合金表面形成具有微孔的氟转化层，氟转化层在 Ca(OH)2 溶液浸泡后形成具有微纳米孔 隙的 CaF2 层；相比于未经 Ca(OH)2 处理的氟转化膜表面，具有微纳米孔隙的富钙层更有利于诱导含磷基团和钙离子的 形核，电化学沉积所得的 Ca-P 涂层更致密均匀，晶体结晶更完整；电化学沉积后的涂层由长约 70 μm、宽约 30 μm 的 片状透钙磷石（DCPD ，CaHPO ·2H O ）晶体组成，碱热处理后涂层表面形成大量绒毛状物质，DCPD 转变为 HA ，HA 4 2 涂层也是由呈花簇状生长的片状晶体构成。 关键词：氟处理；镁合金；电化学沉积；HA 涂层；生物材料 + 中图法分类号：TG 146.2 2 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2016)08-2116-07 镁及镁合金具有与人骨相近的密度和弹性模量， 将挤压镁合金板材 AZ31 切割成 20 mm ×20 同时具有优良的生物相容性和可降解性能，作为新型 mm ×2 mm 的试样若干，用 SiC 砂纸依次打磨后，用 可降解骨植入材料已受到国内外学者广泛的关注[1-3] 。 蒸馏水和酒精清洗干净，晾干。将镁合金试样悬挂在 然而镁合金在生理环境下降解速率很快，不能满足骨 浓度为 40% HF 酸溶液中 7d 以制备氟转化层。 [4] 科植入器械在服役期内必要的力学与形态学要求 ， 将氟处理后的试样悬在饱和 Ca(OH)2 溶液中预浸 [5] 过高的镁离子浓度还可能使局部组织产生炎症 ，还 泡 24 h 后取出，用去离子水冲洗并吹干。 [6] 会导致溶骨现象 ，从而限制了镁合金的临床应用。 分别以未经过和经过 Ca(OH)2 浸泡的氟处理试样作 [7] 氟处理可降低镁合金在生物体中的腐蚀速率 ， 为阴极，不锈钢作为阳极，在电压为 4 V 下沉积 2 h 。电 [8]