锶含量对Ti-15Mo合金微弧氧化膜层及其磷灰石诱导能力的影响

• 作者: 刘元才 徐铁伟 张珊珊 毕可晓 伏淑霞 曹磊 梁森
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 微弧氧化 钛合金 掺锶 羟基磷灰石 生物相容性
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 287-295
• 页数: 9页
• 分类号: TG146.2+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.01.031

摘要

目的 提高Ti-15Mo合金的生物相容性.方法 通过电解液中Sr元素替代Ca元素,采用微弧氧化(MAO)与水热处理相结合的方法,在Ti-15Mo合金表面制备不同Sr含量的羟基磷灰石(HA)涂层.借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析膜层的微观组织结构、相组成、接触角以及在模拟体液中的磷灰石诱导能力.结果 电解液中的Sr含量会影响Ti-15Mo合金在恒流模式下MAO的电压,使得不同Sr含量样品的膜层微孔孔径与孔隙率随着Sr含量的增加先降低、后升高.水热处理后,膜层表面出现HA与Sr-HA相,样品表面Sr-HA的结晶度随着Sr含量的增加先增加、后降低.在30-Sr样品中,膜层表面Sr-HA的结晶度最好,Sr-HA晶柱分布均匀,呈现稳定的六棱柱形.此外,水热处理后的30-Sr样品,接触角达到10.5°,表现出优异的亲水性.模拟体液(SBF)浸泡实验结果显示,Sr离子的加入可以提高样品表面膜层的磷灰石诱导能力,尤其在30-Sr样品中,膜层表面的磷灰石沉积厚度达到58.87μm.结论 Sr离子的加入可以有效提高Ti-15Mo合金表面的磷灰石诱导能力,其中,在电解液中替代加入30％(质量分数)Sr离子时,膜层表面的磷灰石诱导能力最强,表现出良好的生物相容性.