CaCO3和CaHPO4·2H2O粉末配比对激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层的影响

Effect of the Mass Ratio of CaCO3 to CaHPO42·H2O on in Situ Synthesis of Hydroxyapatite Coating by Laser Cladding

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摘要使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO43(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响.研究发现,CaCO3和 DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系.HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54 的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量.由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100～300μm之间.粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量.随钙磷原子比的升高,涂层的结合强度和孔隙率随之下降,裂纹数量逐渐增加.

作者吕晓卫 ^[1] 林鑫 ^[1] 关泰红 ^[2] 高勃 ^[2] 黄卫东 ^[1] 学术成果认领

作者单位西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,陕西,西安,710072 ^[1] 第四军医大学,陕西,西安,710032 ^[2]

关键词原位合成激光熔覆羟基磷灰石钙磷原子比 in situ synthesis laser cladding hydroxyapatite (HA)Ca/P molar ratio

分类号 TG1

栏目名称 材料科学

发布时间 2011-05-30

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