热喷涂 HA 复合涂层的组织分析
李德元，宋学毅，韩海玲，姜 力
沈 阳 工 业 大 学 学 报
内容导读： 该文讲述了复合涂层在生物医用材料方面的应用。
摘 要: 为了制备羟基磷灰石( HA) 复合涂层，采用化学沉淀法制备羟基磷灰石粉末，对制备的超细粉末加入 PVA 溶液充分搅拌、干燥、研磨和过筛，制备出微米级、近似球状的、在等离子送粉器中容易流动的羟基磷灰石粉末． 利用等离子喷涂和电弧喷涂的复合喷涂方法制备出羟基磷灰石不锈钢复合涂层和氧化铝不锈钢复合涂层，并通过扫描电镜分析了涂层的组织形态． 结果表明，羟基磷灰石粉末比重很轻，不易进入等离子弧中心而被融化，等离子弧将羟基磷灰石粉末加热并载入电弧喷涂气流中，由不锈钢雾化液滴一并打在基体上形成复合涂层． 对于氧化铝/不锈钢涂层和复合涂层，2 种粒子虽然分布不均匀，但却获得了良好的冶金结合．
关 键 词: 羟基磷灰石; 氧化铝; 流动性; 电弧喷涂; 等离子喷涂; 不锈钢; 复合喷涂; 涂层
生物医用材料是材料科学中一个发展很迅速的新领域，随着社会老龄化进程的加速，以及车祸等意外原因导致的骨折、骨缺损事故的增多，对生物骨科材料的需求也逐年增加［1 －2］． 据统计，目前仅在美国每年就有 30 万例髋和膝关节置换手术以及 10 ～30 万颗种植牙被应用于临床，全球的生物骨科材料市场更是以百亿美元计［3］． 在诸多生物骨科材料中，生物陶瓷涂层材料由于将金属( 或合金) 基材优良的力学性能和生物陶瓷涂层良好的生物学性能结合在一起，而成为临床上应用最为广泛的生物骨科材料之一
［4］．21 世纪是生命科学的世纪，生物学的发展也为材料科学带来了全新前景． 材料科学走出其传统领域，和生物学、医学、工程学等相结合，形成了一门新的学科即生物材料学［5 －6］． 与其他材料相比，生物材料几乎都属于复合材料，跨越了材料、医学、物理、生物、化学和高科技等诸多学科领域，并与人类自身发展息息相关［7 －8］．羟基磷灰石( hydroxyapatite，简称 HA) 是氢氧化钙和磷酸三钙的复盐． 它具有与人体骨和牙齿中主要矿物质相类似的化学组成和晶体结构，是人体骨骼组织的主要无机成分，能与人体骨骼组织形成化合键性结合，是一类典型的生物活性材料［9 －11］．
本文自行摸索制备出了适合等离子喷涂的、易于流动的羟基磷灰石粉末，采用电弧喷涂和等离子喷涂复合喷涂方法，制备了羟基磷灰石、不锈钢复合涂层、氧化铝和不锈钢复合涂层，分析了这些涂层的组织及成分，为进一步推广仿生涂层提供了一些相关数据．
实验方法略
3 结 论
1) 本文采用加入粘结剂处理的方法，增大了羟基磷灰石粉末颗粒大小，使其具有了类似球状的结构，有效改善了羟基磷灰石粉末的流动性，使其能够通过送粉器送出，并利用复合喷涂方法制备了羟基磷灰石/不锈钢复合涂层．
2) 对羟基磷灰石 / 不锈钢涂层进行成分分析，结果表明，冷送粉方式有效地防止了粉末高温分解的问题，而且粉末在复合涂层中呈不规则形状均匀分布．
3) 对 Al2O3/ 不锈钢复合涂层组织观察发现，由于 Al2O3和不锈钢 2 种物质不是双枪同时喷涂，因此，虽然不锈钢雾化液滴以一定动能撞击散开了已经形成的等离子喷涂的 Al2O3涂层，但是二者的混合仍然很不均匀．
参考文献略
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