羟基磷灰石涂层对镁合金生物降解性能的影响

南昌航空大学科技学院

毕业论文题目：羟基磷灰石涂层对镁合金生物降解性能的影响

学部：机械与材料学部专业名称：金属材料工程班级学号：118501128学生姓名：邱紫孙指导老师：张国光羟基磷灰石涂层对镁合金生物降解性能的研究羟基磷灰石的应用02抗肿瘤机制03硬组织修复材料01药物载体羟基磷灰石在医学方面的作用羟基磷灰石植入骨后，因其对骨组织有亲和作用，能诱导未分化间充质细胞分化成骨细胞，后者直接附着于羟基磷灰石表面,是一种生物相容性良好的治疗材料;从化学构成上讲羟基磷灰石是由钙磷构成，这两种成份是骨组织最常见成份，且骨组织钙盐是以结晶基磷灰石和无定型磷酸构成，因而羟基磷灰石骨代用材料不仅在成份上，而且在结构上与人体骨组织中钙盐是一致的;试样手工打磨试样的准备丙酮、酒精清洗、吹干羟基磷灰石的制备电泳沉积电化学测试性能实验工艺流程实验材料本实验材料采用的是AZ91D镁合金长方体材料，试样大小10×10×3mm，试样材料分为1号、2号，其成分如下表1、表2所示：表11号材料AZ91D合金的化学成分（wt％）表22号材料AZ91D合金的化学成分（wt％）羟基磷灰石悬浮液的制备0.025mol/LNH4H2PO424mL/L三乙醇胺200mL无水乙醇0.1mol/LNaNO30.042mol/LCa(NO3)2·4H2O0402050103羟基磷灰石悬浮液的制备过程

将分析纯的四合水硝酸钙、磷酸二氢铵、硝酸钠溶于去离子水中溶解，分别配制含有0.042mol/L的Ca(NO3)2·4H2O、0.025mol/L的NH4H2PO4按照钙磷摩尔比1.68的比例，并且加入0.1mol/LNaNO3，200mL无水乙醇，24mL/L三乙醇胺，将以上药品溶液分别按其顺序加入混合，配制500mL的溶液，边加边搅拌，之后用用硝酸和氨水调节pH值，调节pH=7，搅拌10分钟后调节pH值；

将配好的溶液在恒温磁力搅拌器中搅拌，搅拌温度25摄氏度，中速搅拌，时间1小时；然后将搅拌所得的溶液在超声波清洗器，规格范围53KHz、100%超声分解1个小时，再此之后将溶液放置室温环境中陈化24小时，由此可得到羟基磷灰石的悬浮液。羟基磷灰石粉末的制备最后将所得的羟基磷灰石粉末用X-射线衍射（XRD）进行物相分析组织成分把培养皿放入高温箱炉中烧结，温度为500摄氏度，保温时间为8小时，取所得的悬浮液倒去上清液，得到胶体与少许的溶液，将胶体进行分离，离心机转速为2000r/min，将得到的胶状物溶解于少量的无水乙醇中，然后将其倒入培养皿中，电泳沉积法制备镁合金羟基磷灰石涂层涂层平整、光滑良好的冲击性良好的硬度性良好的附着力涂层丰满、均匀01良好的耐腐蚀性0204050603电泳沉积法的优点电泳液的配制过程ABC0.32g的羟基磷灰石40mL正丁醇(CH3(CH2)2CH2OH)0.24mL三乙醇胺(C6H15NO3)电泳液的配制过程电泳液的配制：称取羟基磷灰石粉末0.32g，将其溶于40mL的正丁醇(CH3(CH2)2CH2OH)、0.24mL三乙醇胺(C6H15NO3)，然后超声分解，时间为20min，电泳过程：准备镁合金试样，1号、2号镁合金，将试样放入电泳沉积溶液中，试样作为阴极，石墨为阳极，用电泳仪进行沉积，规格为100V，沉积时间4min，阴极阳极之间的距离不要超过10mm；电泳沉积后放置室环境中自行干燥24小时。Hank`s溶液的配制实验数据分析与讨论图1AZ91D镁合金表面转化膜的XRD分析结果电化学实验分析电化学试验采用型号RST5200综合电化学工作站进行测试，测试溶液为Hank'S模拟体液，选用三电极体系，以饱和甘汞电极（SCE）为参比电极(R)，铂电极为辅助电极(A)，试样为工作电极(W),测试面积为1cm2，盐桥（KCl），（操作过程中电极表面必须对着导入盐桥尖嘴的一端，绿色夹头接研究电极，红色夹头接辅助电极，白色夹头接参比电极）；电化学测试的溶液为Hank`s溶液调节的pH为7.4，为37±1℃温度，试样分为HA涂层镁合金试样1号、2号；空白试样1号、2号需打磨，用砂纸型号400#、600#、800#、1200#，打磨之后用丙酮、无水乙醇清洗，之后吹干干燥。电化学实验分析（塔菲尔曲线分析）图2为AZ91D镁合金HA涂层试样

图3为AZ91D镁合金空白试

样1号、2号的塔菲尔拟合图形

1号、2号的塔菲尔拟合图形

电化学实验分析（阻抗谱曲线分析）图4为AZ91D镁合金HA涂层

图5为AZ91D镁合金空白

试样1号、2号的阻抗谱拟合图形

试样1号、2号的阻抗谱拟合图形

课题实验结果讨论实验通过用热水法制备降级磷灰石前驱体，之后通过离心高温烧结的得到羟基磷灰石粉体，再将粉末进行XRD测试，得到了较纯的羟基磷灰石。通过电泳沉积制备镁合金涂层，制备出来的涂层具有良好的附着力、强度，涂层表面平整，比较均匀丰满。实验采用电化学方法（Tafel曲线，电化学阻抗谱），测出