NiTi合金表面激光熔覆TiHA复合涂层的研究(6)
（GPa） 文氏硬度HV
（GPa） 密度
（g/cm3）
数值 0.8～1.2 38～250 120～900 38～300 35～120 3.0～7.0 3.15
1.2.2 HA /Ti复合材料
Ti的比重相对较大，熔点高,若与羟基磷灰石混合在一起，在激光辐照的区域中可以为HA分担部分激光能量，从而减少HA的烧蚀量。并且，在HA/Ti复合涂层中，由于Ti的加入，复合涂层的热膨胀系数和基体的热膨胀系数差减小，残余应力减小。在等离子喷涂工艺中，熔融的Ti使复合涂层和基体界面层更加致密，复合涂层中含有因氧化而产生的TiO相，TiO相可以作为粘结相存在，从而提高HA和Ti的结合强度[28]。Ti的加入对复合涂层的生物活性影响较小，因此HA/Ti复合涂层具有很好的应用前景。
1．3 镍钛合金表面制备羟基磷灰石涂层的主要方法
在NiTi合金表面涂覆HA涂层的方法主要有：等离子喷涂法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法、激光熔覆法等。
1.3.1 等离子喷涂法
1987 年,DEGROOT[30]等利用等离子喷涂技术在金属表面制备出HA 涂层,用该法制备的钛合金人工骨、人工齿根已在临床上成功应用.利用电极间的高电势差产生电弧放电(>1000℃) ，将电极周围的气体电离成等离子体。再以高速撞击悬浮的HA粉使之沉降于金属表面。等离子喷涂是当前应用最广的沉积法，它能在基体与 HA层之间提供很高的结合力。并能获得覆盖完整的涂层( 40 ~54μm)[31]。用这种工艺形成的涂层在体液中能迅速形核长大[32]，但作为一个高温过程，它存在着密度不均以及结构不一致结合强度变化幅度大等的缺点。并且在喷涂过程中羟基磷灰石会发生分解，从而有可能导致在体液环境下的脱溶现象[33]。
1.3.2 脉冲激光沉积法
脉冲激光冲击是将脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光束聚焦作用于靶材表面,使靶体材料表面产生高温及熔蚀，并进一步产生高温高压等离子体，这种等离子体定向局域膨胀并发射并在衬底上沉积而形成薄膜。典型的PLD装置[34]如图1.3所示。一般认为它可以分成三个过程：（1）激光表面熔蚀及等离子体产生；（2）等离子体的定向局域等温绝热膨胀发射；（3）在衬底表面沉积成膜。该技术近年来也颇受国内外研究学者的重视，虽目前仅限于实验室研究，但也有许多关于脉冲激光沉积法制备HA涂层的研究报道刊发，并取得了一定的进展[35]。利用该技术制备HA涂层与其他方法相比，其得到的HA薄膜组织更加细小致密。但沉积薄膜中的沉积碎片以及难以沉积大面积的均匀薄膜两个问题限制了其进一步的推广应用。
1.3.3 溶胶-凝胶法
溶胶一凝胶法是将涂层配料制成溶胶，使之均匀覆盖于基底的表面，由于溶剂迅速挥发，配料发生缩聚反应而胶化，再经干燥和热处理，即可获得涂层。通过改变热处理温度、保温时间、以及涂层溶液中的有机添加剂，可以很容易改变涂层中相的结晶度、相的种类、孔隙的大小等微观特性参数。溶胶一凝胶法应用于制备生物材料方面，是在近年兴起并得到发展的。与传统的无机材料制备法相比，溶胶一凝胶法制备温度低，可以避免高温分解；体系中组分的分布均匀，可以达到纳米级甚至分子级水平；此外，材料制备过程易于控制，产物纯度高。但是，凝胶在烧结过程中有较大的收缩，涂层易开裂。由于其生产周期长，成本高，适用于实验室小批量生产[36]。目前，溶胶一凝胶法的一般化学理论已基本建立，但关于其分子间反应的热力学和动力学理论体系不很完善，对多组分凝胶体系的系统理论研究也进行得较少。溶胶一凝胶法获得的涂层一般为纯HA，结合强度较低。提高涂层结合强度的途径主要有两个，一是采用混和法，即将 HA超细粉体与二氧化钛溶胶混合，再通过浸渍法涂覆在基材表面，于400～600℃烧制获得HA—TiO2复合涂层；另一途径是引入过渡层，在HA涂层与钛基材之间引入过渡层 TiO2或 CaTiO3，来改善结合强度。
上一篇：含锆牙膏的制备和功效评价