钛合金表面激光制备生物陶瓷梯度涂层研究

摘要：

利用激光熔覆制备技术,通过涂层成分设计与梯度制备方法,在Ti-6Al-4V钛合金基体上制备界面冶金结合的生物陶瓷梯度涂层.主要利用金相显微、扫描电镜、硬度计和X-射线衍射等分析手段,对制备梯度涂层的熔覆工艺、组织结构、相组成及其形成机理进行了研究.实验结果表明:梯度涂层的成分组成分别为第一层Ti粉80％、CaCO3和CaHPO4为19％、Y2O3为1％;第二层Ti粉40％、CaCO3和CaHPO4为59％、Y2 O3为1％;第三层Ti粉为0％、CaCO3和CaHPO4为99％、Y2 O3为1％.在优化激光制备工艺参数条件下,成功在钛合金表面制备出了界面冶金结合、无裂纹缺陷的类生物骨组织结构的梯度涂层.涂层中的主要生物陶瓷相是CaTiO3、CaP及Ca3 (PO4)2相.由于采用了钛成分含量的梯度变换设计,避免了基体和涂层及层与层之间材料因热膨胀系数、弹性模量差异过大而造成结合界面的孔洞、裂纹现象,同时保证了钛合金基体与生物骨涂层之间形成了牢固的冶金结合.

关键词：钛合金、生物陶瓷梯度涂层、激光熔覆、陶瓷相、冶金结合

所属期刊栏目：34

分类号：TB334(工程材料学)

资助基金：教育部基本科研业务费重大创新资助项目项目编号:N130810002

在线出版日期：2015-02-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：487-493