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1．3 镍钛合金表面制备羟基磷灰石涂层的主要方法 7
1.3.2 脉冲激光沉积法 7
1.3.3 溶胶-凝胶法 8
1.3.4 激光熔覆法 8
1．4 激光熔覆法制备镍钛合金HA涂层的影响因素 11
1.4.1 激光功率 11
1.4.2 光斑尺寸 11
1.4.3 扫描速度 12
1．5 课题研究目的与意义 12
2 实验材料与方法 13
2.1 实验材料 13
2.2 涂层的制备方法 13
2.2.1 实验流程图 13
2.2.2 激光工艺参数 13
2.3 分析测试方法 13
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) 13
2.3.2 扫描电镜(SEM) 14
2.3.3 金相观察 14
2.3.4 模拟体液浸泡实验 14
3 结果与分析 14
3.1 扫描速度的影响 16
3.1.1 扫描速度对熔池深度的影响 16
3.1.2 扫描速度对涂层组织形貌的影响 16
3.2 激光功率的影响 20
3.2.1 激光功率对熔池深度的影响 20
3.2.2 激光功率对涂层组织形貌的影响 21
3.2.3 激光功率对涂层物相的影响 23
3.3 高功率和低功率下涂层组织性能比较 24
3.3.1 高功率下的涂层组织性能研究 24
3.3.2 低功率下的涂层组织性能研究 26
4 激光熔覆HA/Ti涂层的生物活性研究 29
结论 31
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 引言
生物医用材料（Biomedical Materials）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复以及替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，在材料、医学、物理、生物化学及现代高技术等诸多学科领域中均有所涉及[1]。近年来，它主要集中于以人工器官和医疗器械为研究基础，结合各种先进的生物技术，逐渐成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点，并且已经处于实现重大突破的边缘。而在不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，使生物医用材料和制品产业发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业。根据不同的划分依据，生物医学材料具有多种不同的分类，至今尚没有统一的合理而科学的分类。按照材料的替代对象分类可以分为：硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料、膜材料和结合材料等[2]。其中以硬组织材料的发展前景最为明朗。
在生物材料这一学科领域中，发展最早的一项乃硬组织修复材料。其主要功能包括[3]： ①代替患病、缺损或衰老的硬组织；②矫治先天畸形；③恢复硬组织的形态和功能；④整形和美容。同时，硬组织修复材料在人体中还要具有承载应力和负荷传递的功能，而由于肌肉通过多点连接于骨组织，使作用于骨骼系统的力呈空间分布，应力场较为复杂，故医用人工材料的力学性能和适应性也很重要[4]。目前，用于硬组织修复的生物医用材料包括金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料等。其中医用金属材料具有较高的机械强度和抗疲劳性能，是硬组织修复材料中应用最广泛的生物材料，而且在临床应用中亦最为广泛。临床上常用的金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金这三类，它们都有各自的优势和相应的应用范围，镍钛形状记忆合金因其特殊的形状记忆智能特性，被引用于矫形外科、心血管外科[3]。除此之外，生物医用材料还包括合成高分子材料（聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等）、天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤文素、壳聚糖等）、金属与合金材料（如钛金属及其合金等）、无机材料（生物活性陶瓷，羟基磷灰石等）、复合材料（碳纤文/聚合物、玻璃纤文/聚合物等）[4]。