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《生物活性玻璃的制備及其組織性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要本文采用高溫熔融法制各了Na20．CaO-P205．Si02系生物活性玻璃粉末及塊體材料，并采用激光熔覆的方法于鈦合金表面制備了生物玻璃涂層。通過x射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、電子探針(EPMA)、傅立葉紅外轉(zhuǎn)換光譜(FrlX)等測試方法對生物玻璃的內(nèi)部基團(tuán)、物理、化學(xué)性能及生物活性進(jìn)行了表征，對鈦合金表面激光熔覆層的微觀組織形貌進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明，生物玻璃粉末及塊體材料均呈非晶態(tài)，內(nèi)部基團(tuán)主要含有Si-O(s)拉伸振動峰、Si·O(r)搖擺振動峰及Si-OCo)彎曲振動峰三種不同振動模式的Si—0基團(tuán)及非橋氧鍵(sj-<啪o)。不
2、同熔融溫度下制各的生物玻璃，除熔融過程中鈉的揮發(fā)導(dǎo)致Na20含量與設(shè)計值差別較大外，其它氧化物含量均與其設(shè)計值相近。生物玻璃于NaOH溶液中浸泡后，試樣表面表現(xiàn)出明顯的腐蝕溝槽和裂紋，且浸泡腐蝕過程中腐蝕速率逐漸減小，浸泡50天后玻璃質(zhì)量趨于穩(wěn)定。生物玻璃粉末及塊體材料模擬體液浸泡實驗中，試樣表面形貌變化顯著．實驗結(jié)果表明，浸泡過程中生物玻璃表面先后生成富含si元素的si02溶膠凝膠層及富含Ca、P元素的Ca-P層，且Ca-P層上富集眾多球形顆粒，能譜分析結(jié)果顯示，球形顆粒主要含有Ca、P元素，且Ca／P化學(xué)計量比為1．624，與羥基磷灰石Ca／P計量比
3、(1．667)接近．x射線衍射分析結(jié)果表明，生物玻璃外層表面生成的Ca．P富含層為羥基磷灰石及部分碳酸羥基磷灰石。生物玻璃模擬體液活性實驗結(jié)果表明，生物玻璃表面經(jīng)過離子交換、水解作用后形成的Si02溶膠凝膠層，為磷灰石形核提供了形核位置，降低了其非均勻臨界形核半徑(r．)和臨界形核功(△G．)．在凝膠層Zeta電勢的作用下，模擬體液中的Ca、P離子于Si02溶膠凝膠層上聚集，且由于模擬體液中的過飽和磷灰石離子活度積口，磷灰石晶核一旦形成便自發(fā)長大。在本實驗條件下，鈦合金表面激光熔覆生物玻璃粉末及生物玻璃與鈦粉混．I．山東大學(xué)碩士學(xué)位論文合粉末均可得到表面
4、宏觀形貌質(zhì)量較好的涂層，且涂層表面具有明顯的陶釉特征。激光表面熔覆層x射線衍射圖譜結(jié)果表明，衍射峰重合嚴(yán)重，除少數(shù)主峰外，其它峰密而弱，存在著一定的彌散現(xiàn)象。生物玻璃熔覆涂層物相主要由CaTi03構(gòu)成，另外含有AlP，A1203，TiTAl5Sit2及Ti203等物相。混合粉末涂層由于鈦粉的加入，熔覆后表面熔覆層中Ti：03含量明顯提高。激光熔覆后涂層與基體可得到良好的冶金結(jié)合，熔覆層中凝固組織在溫度梯度及成分梯度的共同作用下發(fā)生從胞枝晶到柱狀樹枝晶到等軸晶的形貌變化。關(guān)鍵詞：生物玻璃，激光熔覆，涂層，微觀組織結(jié)構(gòu)，生物活性．Ⅱ．AbstractThes
5、ystemofNa20-CaO-P205一Si02bioactiveglasspowderandblocksworepreparedusingtraditionalhigh-temperaturemeltingmethodandthebioactiveglasscoatingsontitaniumalloywerefabricateusinglasercladdinginthispaper．Themicmstrllcture，physicsandchemicalproperties，bioactivityofbioactiveglassandlaserc
6、laddingcoatingwereinvestigatedbyX-raydiffractionC舡m)，scanningelec慨microscopy(SEIVO．electronprobemicroanalysis(EPMA)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FTm)．TheI它suIt8showthatbioactive#assdisplayamorphousstate,andtheinternalstructureofitmainlycontainsthreedifferentmodesofSi·0v
7、ibrationgroups，suchasSi-0(s)stretchingvibration,Si-O(r)rockingvibrationandSi-0(b)bendingvibration．Itisalsoobservedthatthechemicalcompositionisaeceptableforsilicon,calciumandphosphoruswhilethelossofsodiumisobservedobviously．ThereasonCanbeexplainedbythatsodiumisthoughttobethemostvo
8、latileelement．Fromthetestofimmersinginal
