医用金属表面生物活性梯度涂层的研究进展

综述在医用金属表面制备生物活性梯度涂层的主要方法和最新研究进展，着重介绍了非晶涂层晶化转变的动力学、不同热处理工艺的比较及对涂层组织和生物稳定性的影响。     

医用金属表面生物活性梯度涂层的研究进展

综述在医用金属表面制备生物活性梯度涂层的主要方法和最新研究进展,着重介绍了非晶涂层晶化转变的动力学、不同热处理工艺的比较及对涂层组织和生物稳定性的影响.     

Nd_2O_3稀土氧化物在生物活性梯度陶瓷涂层中的作用

本文设计了一种生物活性陶瓷梯度涂层,采用宽带激光熔覆技术,在TC4钛合金上制备了含HA＋β-TCP活性相的生物陶瓷复合涂层。利用OM、SEM分析技术对复合涂层的显微组织、表面形貌进行了研究;采用模拟体液（SBF）浸泡实验（浸泡7天）考察了生物活性陶瓷梯度涂层的生物活性。结果表明,加入Nd2O3稀土氧化物的生物活性陶瓷梯度涂层具有更好的显微组织,涂层表面粗糙度更大以及涂层表面能够形成更多、更厚的HA＋β-TCP的白色球形颗粒,具有更好的生物活性。     

基体的梯度结构对涂层硬质合金性能的影响

通过控制烧结气氛制备了均质和梯度结构的硬质合金基体，并用化学气相沉积制成涂层硬质合金及切削刀片。采用光学显微镜和扫描电镜观察，通过显微硬度抗弯测试和切削试验对均质基体和梯度基体的涂层硬质合金的组织特征与性能进行对比研究。研究结果表明，梯度结构的硬质合金基体可以提高涂层硬质合金的抗弯强度；相对于均质基体的涂层硬质合金刀片，梯度基体的涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能。基体涂层合金的组织结构及断口特征显示，梯度基体表层韧性区可阻碍裂纹的扩展。     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。     

电弧热喷涂NiCrAl梯度涂层的性能研究

采用电弧热喷涂技术在45#基体表面喷涂制备了NiCrAl梯度涂层,并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和热腐蚀性能进行了试验研究.结果表明,梯度涂层的组织表现出宏观的不均匀性和微观的连续性的特征;热扩散态的结合强度、显微硬度优于制备态的;涂层成分的梯度化有利于热腐蚀性能的提高.     

金属基生物活性复合涂层的研究现状与展望

在生物活性涂层材料中,复合涂层的性能明显优于单一涂层,本文评述了国内外金属基生物活性复合涂层的制备方法与特点,以及其广阔的发展前景,认为具有热膨胀系数梯度、孔隙度梯度和生物活性梯度的梯度结构是最理想的复合涂层结构。     

重组人骨形态发生蛋白诱导异位成骨的病理学观察

目的：本文报告了重组人骨形态发生蛋白－２在小鼠肌肉内诱导异位成骨的生物学作用。结果：植入重组人骨形态发生蛋白－２后１天有间充质细胞向植入区内聚集;５天出现典型的软骨细胞;７天钙化开始;１０天形成雏形的骨髓腔;１４天骨髓腔内出现幼稚的造血细胞;２１￣３０天形成大量网状骨小梁、骨单位,在骨小梁间隙出现骨髓细胞。结论：大肠杆菌表达的重组人骨形态发生蛋白－２具有较强的诱导成骨活性。     

梯度涂层板的热应力分析与优化

以金属/陶瓷梯度涂层板为例,用解析法获得了梯度涂层在稳定工作状态的温度场和热应力分布。结合小种群遗传算法,以梯度涂层各中间梯度层的组分和厚度作为优化设计变量。在保证梯度涂层隔热性能的基础上,选择合理的梯度组成分布,控制材料内部的热应力,对梯度涂层板进行优化,得到了相应的优化结果,为梯度材料热应力缓和优化设计提供指导。     

NiCr-Ni3Al梯度涂层的制备

为了给功能梯度涂层的实际应用提供试验依据 ,本文介绍了在TA5板基材制备NiCr-Ni3 Al梯度涂层所采用的混合团聚法制粉、逆设计法和等离子喷涂工艺。微观观察和成分分析表明 ,本试验所采用的设计方法和制备工艺实现了涂层成分沿厚度方向呈梯度分布。     

生物活性玻璃陶瓷钛合金复合材料制备

采用搪瓷工艺,利用含有磷灰石和硅灰石的生物活性玻璃陶瓷(A W)对钛合金(TC4)进行两次涂层,制成了具有生物活性的复合材料·研究了第一涂层中A W粉的质量分数和气泡对烧结后涂层结合强度的影响,当A W粉的质量分数为50%时,一方面涂层中有足够的中性玻璃熔融后润湿基体,达到A W粉与基体的牢固结合;另一方面涂层中的气泡均匀细小,可缓冲烧结应力·基体与涂层的结合强度大于10MPa·第二涂层全部采用A W粉,保证了复合材料的生物活性·     

金属陶瓷倾斜涂层的热障作用

研究了在大气下用氧—乙炔火焰法实现的Al_2O_3基金属陶瓷倾斜涂层的附着性及其热障作用。结果表明,Cu、Ni/Al金属的加入及梯度成分设计,改善了涂层与基体之间的物理相容性和化学相容性,使热应力、界面应力弛豫,附着性明显提高。同时,该梯度涂层具有良好的抗热震、抗热冲蚀及抗高温铁水烧蚀等性能,热障作用显著。     

Al2O3梯度陶瓷涂层高温抗氧化性能的研究

主要研究了Al2O3耐热梯度陶瓷涂层的抗氧化性能并与相应的ZrO2耐热涂层进行了比较。在800℃和1000℃氧化实验结果表明：Al2O3涂层的抗氧化性能优于相应的ZrO2涂层;涂层的孔隙率,尤其是通孔率是影响涂层抗氧化性能的关键因素,此外,梯度涂层的良好过渡也有利于抗氧化性能的提高。     

铝硅合金表面激光Ni/WC梯度层组织结构

利用5kWCO2激光器在铸造铝硅合金表面两次重熔预置合金粉末，制备出Ni/WC梯度层，并对它们的显微组织进行了分析，结果表明，在激光梯度层表面存在与单一激光合金化层不同的Al3Ni2区和未熔碳化钨，而在单一激光合金化层中所有的碳化钨颗粒全部溶解，在激光梯度层内自基体至表面铝，镍等元素的含量变化较单一激光合金化层缓和，显微硬度呈梯度变化，而单一的激光合金倾层显微硬度曲线存在一“平台”区，同基体组织之间硬度有较大差异。     

具有钛框架增强结构人工骨的降解规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)复合骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷,提出了一种钛框架-CPC-BMP复合结构的人工骨,并通过长达半年的动物实验及后续分析研究其降解规律,得出了这种植入体降解的动力学模型.研究表明,CPC在植入动物体内后,其孔隙率按对数规律递增,靠近植入体表面的孔隙率明显低于其内部的孔隙率,植入体与骨接壤的端部界面因大块降解而呈现出中凸状的推进曲线,钛框架上小孔处的孔隙率明显高于无孔处的孔隙率.钛框架能有效提高植入体的整体强度,同时对CPC的整体降解速度没有明显影响,因此该复合植入体在大段骨修复中具有很高的临床应用价值.这些结论也为设计钛框架的形状提供了实验依据.     

超细铁黄包硅技术与表面状态剖析

研究了铁黄包硅工艺过程，并在１００Ｌ反应釜中予以放大。所制得包硅磁粉形状规整，抗烧结性良好，有效在消除了孔洞，磁片性能明显优于未包硅磁粉。采用付立叶变换红外光谱和光电子能谱对包硅磁粉表面结构进行了剖析，确定了包硅磁粉界面化合物的结构。     

负载Pd/Cu活性碳纤维的孔结构研究

采用吸附仪测定了所制负载金属活性碳纤维的吸附等温线 ,然后用不同理论方法对孔径分布进行表征分析。结果表明负载Pd Cu的活性碳纤维仍以微孔为主 ,微孔孔径呈单分布。随着活性碳纤维负载Pd Cu量的增加 ,中孔孔容增大 ,纤维孔径分布曲线的举点 (峰值 )位置略有增加 ,平均微孔孔径增大 ,但负载量在 10 %以内时最大微孔孔容和BET比表面积下降。负载Pd Cu活性碳纤维的孔结构特征与催化反应性能有密切联系     

铜板上激光熔覆制备Co-Ni-Cu梯度涂层

用10 kW CO2激光器,通过优化激光快速熔覆工艺参数,先在铜合金上制备镍基韧性过渡层,再在其表层采用同步送粉工艺,在上述镍基涂层表面制备了结合良好且组织细小致密、无缺陷的钴基合金涂层,成功制备了Co-Ni-Cu梯度涂层.铜基体-镍基过渡层-钴基工作层的成分、组织和热物理性能呈现梯度分布,使熔覆过程中的热应力被缓解,完全避免了裂纹的产生.M7C3和M23C6型碳化物及钴基固溶体的形成使钴基工作层显微硬度高达655 HV,是铜合金硬度(90 HV)的7.3倍,而且从铜合金基体至镍基过渡层再到钴基工作层,显微硬度也呈梯度平缓增大,因此涂层具有无裂纹、内韧外硬的特性.     

电子束重溶CoCrW涂层组织及抗微动磨损性能

采用电子束对等离子喷涂CoCr涂层进行重溶处理,对重熔前后CoCrW涂层的组织及其抗微动磨损性能进行了分析。结果表明,电子束重熔消除了原等离子喷涂层的层间氧化物、孔隙和层状结构,重熔层与基体形成冶金结合,得到以钴基固溶体为基体,以复合碳化物为强化相的细晶组织,抗微动磨损性能是原等离子喷涂层的13．3倍。     

物理气相沉积TiN涂层的研究现状与展望

综述了近年来物理气相沉积TiN多元和多层涂层、化学镀Ni—P与PVD和气体氮化与PVD的研究及应用。并指出通过将物理气相沉积与其他表面强化技术结合制取复合涂层及合理的多元、多层设计,可进一步发挥PVDTiN涂层的优势,克服单一TiN涂层的不足。