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羟基磷灰石膜层及粉体的制备研究

2020-12-08阅读(716)

羟基磷灰石膜层及粉体的制备研究

论文摘要

本论文运用微弧氧化技术,以醋酸钙和磷酸二氢钠为反应物,在纯钛表面制备了钛基羟基磷灰石陶瓷膜层。在电解液中添加了不同的表面活性剂,研究了添加表面活性剂对制备陶瓷膜层的影响。得到的膜层经过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)分析检测,结果表明,添加表面活性剂后,所制备的钛基羟基磷灰石膜层中钙磷比率明显提高,膜层中的钙和磷的含量也有明显增加。通过向电解液中添加SiO2、CuO、Ag2O粉体,制备了含有Si、Cu、Ag元素的钛基羟基磷灰石膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分析发现,Si、Cu、Ag元素被成功添加进了膜层,体现出微弧氧化技术的优势。利用溶胶凝胶法制备出了羟基磷灰石粉体,对所得样品进行了高倍视频显微仪观察、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)检测,研究不同煅烧温度以及添加不同的分散剂对颗粒粒径大小及分布的影响。通过实验,得到了理想的羟基磷灰石粉体制备工艺参数,由此可得到结晶性较好的羟基磷灰石粉体。抗菌能力是生物医学材料的重要评价指标之一。因此,本论文对添加了Ag、Cu元素的钛基羟基磷灰石陶瓷膜及羟基磷灰石粉体进行了抗菌实验,实验所用菌种为大肠杆菌。实验结果表明,添加Ag、Cu元素的钛基羟基磷灰石陶瓷膜和羟基磷灰石粉末对大肠杆菌有良好的抗菌效果,基本到达无机抗菌材料的要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 1.1 羟基磷灰石简介
  • 1.2 生物医用材料概述
  • 1.3 表面改性在生物医用材料研究中的应用
  • 1.4 钛合金在医学领域表面改性的目的和发展趋势
  • 1.5 微弧氧化的简介
  • 1.5.1 微弧氧化技术的基本原理
  • 1.5.2 微弧氧化的特点
  • 1.6 钛及其合金表面微弧氧化研究现状
  • 1.7 羟基磷灰石粉体的制备方法
  • 1.7.1 水热法
  • 1.7.2 沉淀法
  • 1.7.3 微乳液法
  • 1.7.4 焙烧磷酸钙法
  • 1.7.5 溶胶-凝胶法
  • 1.8 本课题的研究目的和意义
  • 1.9 本论文的主要内容和要求
  • 第二章 添加不同表面活性剂对制备钛基体微弧氧化陶瓷膜的影响
  • 2.1 实验所用药品及仪器
  • 2.2 实验基本流程
  • 2.2.1 样品前处理
  • 2.2.2 电解液配制
  • 2.2.3 微弧氧化过程
  • 2.3 实验结果分析
  • 2.4 实验采用的工艺条件
  • 2.5 表面活性剂对MAO-HA 膜层的影响
  • 2.5.1 阴离子表面活性剂对MAO-HA 膜层的影响
  • 2.5.2 非离子表面活性剂对MAO-HA 膜层的影响
  • 2.6 表面活性剂对钛基羟基磷灰石膜层影响机制的讨论
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 含硅、铜、银元素的钛基体微弧氧化膜层的研究
  • 3.1 实验材料和仪器
  • 3.2 实验基本流程
  • 3.3 实验结果分析
  • 3.4 掺硅钛基羟基磷灰石膜层的分析
  • 3.4.1 掺硅钛基羟基磷灰石膜层的SEM 分析
  • 3.4.2 掺硅钛基羟基磷灰石膜层的EDS 分析
  • 3.4.3 掺硅钛基羟基磷灰石膜层的XRD 分析
  • 3.5 掺铜羟基磷灰石膜层的分析
  • 3.5.1 掺铜钛基羟基磷灰石膜层的SEM 分析
  • 3.5.2 掺铜钛基羟基磷灰石膜层的EDS 分析
  • 3.5.3 掺铜钛基羟基磷灰石膜层的XRD 分析
  • 3.6 掺银羟基磷灰石膜层的分析
  • 3.6.1 掺银钛基羟基磷灰石膜层的SEM 分析
  • 3.6.2 掺银钛基羟基磷灰石膜层的EDS 分析
  • 3.6.3 掺银钛基羟基磷灰石膜层的XRD 分析
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 溶胶凝胶法制备羟基磷灰石粉体
  • 4.1 实验药品及仪器
  • 4.1.1 实验药品
  • 4.1.2 实验仪器
  • 4.2 羟基磷灰石粉体的制备过程
  • 4.2.1 配制溶胶
  • 4.2.2 磁力搅拌
  • 4.2.3 干燥
  • 4.2.4 焙烧
  • 4.3 实验结果分析
  • 4.4 结果与讨论
  • 4.4.1 实验结果
  • 4.4.2 不同分散剂对粉体相组成的影响
  • 4.4.3 不同分散剂对颗粒粒径的影响
  • 4.4.4 焙烧温度对颗粒粒径的影响
  • 4.5 生成机理的探讨
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 掺银铜钛基羟基磷灰石陶瓷膜及羟基磷灰石粉体的抗菌实验
  • 5.1 实验药品及仪器
  • 5.1.1 实验样品
  • 5.1.2 实验所用试剂
  • 5.1.3 实验所用菌种
  • 5.1.4 实验仪器
  • 5.2 实验方法
  • 5.2.1 准备实验
  • 5.2.2 钛片抗菌实验
  • 5.2.3 羟基磷灰石粉末抗菌实验
  • 5.3 实验结果与讨论
  • 5.3.1 钛基羟基磷灰石膜层抗菌实验结果
  • 5.3.2 羟基磷灰石粉体抗菌试验结果
  • 5.3.3 讨论
  • 5.4 本章小结
  • 全文总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士期间已发表的论文

    • 相关论文文献

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