第十四届全国表面工程大会

372 / 2022-10-07 09:34:48

超声辅助微弧氧化处理在生物医用钛合金中的应用

微弧氧化；超声辅助；结构调控；耐蚀性能；生物性能

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钛及钛合金因其高的比强度、良好的生物相容性与机加工性能，被广泛应用于人工牙齿、人工关节等硬组织植入领域。然而钛及其合金也面临抗菌性缺乏、生物活性低以及长效耐蚀性能不足等问题，限制了其在生物医学方面的应用。传统微弧氧化（MAO）技术虽在钛及其合金表面上原位生长TiO₂层，但传统MAO膜层面临着膜层均匀性较低、性能不足、难以构筑多层结构的一系列问题。

基于此，我们创新性地引入了超声外场辅助技术，运用超声辅助微弧氧化（UMAO）技术提高钛表面TiO₂膜层的综合性能。综合利用超声场的空泡效应、机械效应和热效应等，我们成功地采用UMAO技术在钛及其合金表面构筑了兼具抗菌、生物活性和体内耐蚀性的多层均匀膜层。通过Cu、Ca和P元素的掺杂，可通过UMAO技术获得兼具高均匀性、抗菌性和生物活性的膜层，其在体内耐蚀性方面表现优异；而UMAO促进羟基磷灰石与TiO₂膜层之间形成过渡带，增强其结合力，并有效提升其生物活性。