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复杂形状金属表面电泳沉积制备HA/BG复合涂层的研究

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复杂形状金属表面电泳沉积制备HA/BG复合涂层的研究

作者：焦玉恒武汉理工大学

学位级别：硕士

用于替换承受较大载荷的人体硬组织的植入材料，不仅应具有良好的骨结合能力，还应具有高的强度和韧性。但目前的生物活性陶瓷和具有一定生物相容性的金属都不能同时满足这些要求。陶瓷的断裂韧性远低于人的皮质骨，且至今也没有一种金... 详细信息

用于替换承受较大载荷的人体硬组织的植入材料，不仅应具有良好的骨结合能力，还应具有高的强度和韧性。但目前的生物活性陶瓷和具有一定生物相容性的金属都不能同时满足这些要求。陶瓷的断裂韧性远低于人的皮质骨，且至今也没有一种金属材料能够与人体骨直接结合。在金属表面涂覆生物活性涂层，可兼顾生物活性陶瓷的骨结合能力与金属材料良好的力学性能。本文从涂层的结构设计出发，探索了一种在钛合金表面制备高稳定性生物活性涂层的新工艺。采用电泳沉积工艺，在非线性形状金属表面成功制备出了羟基磷灰石(HA)—生物玻璃(BG)复合涂层。HA-BG复合涂层底层为致密玻璃层，与钛合金基体紧密结合并防止了体液渗入涂层与金属界面。外层为疏松的HA-BG复合层，能够提供与人体硬组织良好结合的条件。本文采用的生物玻璃是以NaO-CaO-SiO-PO生物玻璃体系为基础，结合在钛合金表面制备涂层的要求设计的NaO-CaO-SiO-PO-BO-TiO-CaF系BG。该BG的热膨胀系数在＞320℃时稍大于钛合金Ti6Al4V的热膨胀系数，＜320℃时稍小于Ti6Al4V的热膨胀系数;熔化温度较低(＜700℃);与基体结合强度高且稳定。电泳沉积工艺采用乙醇体系，BG与HA粉料能够用乙醇制得较稳定悬浮体系。采用离子吸附的方法，反转了BG颗粒在乙醇中的荷电性质，使其与HA颗粒带同种电荷，从而实现了二者的电泳共沉积。本文分别研究了离子浓度、沉积电压、沉积时间和悬浮液固体含量对HA和BG电泳沉积的影响，优化了此体系电泳沉积的工艺参数。采用两步电泳沉积法，先后在钛合金表面沉积BG层和HA-BG复合层。热处理制度采用低温快烧法。采用粘结拉伸法测定涂层与基体的结合强度，研究了玻璃涂层结合强度与热处理制度的关系和复合涂层结合强度与HA含量的关系，BG涂层结合强度可达35MPa以上，复合涂层结合强度可达25MPa以上。通过测定浸泡玻璃前后溶液离子浓度的变化及不同离子的对比实验，证明了BG颗粒对Ca的选择性吸附及其对BGξ-电位的影响。采用SEM，EPMA，EDXA等测试方法，分析了涂层的结构与元素分布情况，证明了涂层具有底层致密，表层疏松的结构。HA颗粒镶嵌于玻璃熔体中，在涂层表层和涂层中孔洞内壁均有HA颗粒露出，增加了HA颗粒与体液的接触面积。实验表明乙醇体系电泳沉积工艺能够实现复杂形状金属表面复合涂层的制备;该涂层兼顾了其力学稳定性、化学稳定性及生物活性，能够解决当前生物涂层稳定性低的问题。

关键词：生物玻璃(BG) 羟基磷灰石(HA) 电泳共沉积复合涂层

电泳沉积制备羟基磷灰石/生物玻璃梯度涂层的研究

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材料科学与工程 2002年第4期20卷 545-548页

作者：陈晓明焦玉恒许传波武汉理工大学生物材料与工程中心湖北武汉430070

本文研究了羟基磷灰石颗粒、生物玻璃颗粒在醋酸介质中的电泳沉积规律 ,利用它们不同的沉积规律设计了羟基磷灰石 /生物玻璃梯度沉积装置。用电子探针分析了涂层横截面元素分布。

关键词：制备生物玻璃羟基磷灰石梯度涂层电泳沉积生物材料醋酸介质

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羟基磷灰石/生物玻璃复合涂层的研究

功能材料 2004年第1期35卷 117-118,121页

作者：焦玉恒陈晓明许传波贺建华武汉理工大学生物中心湖北武汉430070

　设计了适合在Ti6Al4V金属基体上制备涂层的生物玻璃,通过电泳沉积以及后续热处理在Ti6Al4V合金上制备了羟基磷灰石/生物玻璃复合涂层,实现了底层致密表层多孔的结构梯度。利用平底锥头法对涂层剪切强度进行了测试;利用SEM观察了其表... 详细信息

　设计了适合在Ti6Al4V金属基体上制备涂层的生物玻璃,通过电泳沉积以及后续热处理在Ti6Al4V合金上制备了羟基磷灰石/生物玻璃复合涂层,实现了底层致密表层多孔的结构梯度。利用平底锥头法对涂层剪切强度进行了测试;利用SEM观察了其表面形貌;利用EPMA分析了复合涂层断面结构和组成。

关键词：羟基磷灰石生物玻璃复合涂层电泳沉积钛合金生物材料

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骨科用金属材料的表面改性

生物骨科材料与临床研究 2004年第3期1卷 38-41页

作者：刘庆华焦玉恒武汉理工大学生物材料与工程研究中心武汉430070

目的为提高骨科金属生物材料的生物相容性和力学相容性,研究表面改性技术这一条重要的途径。方法根据表面改性时材料发生的物理和化学变化、对材料的作用尺度及改性的效果几方面进行综合介绍。结果总结了当前骨科金属材料表面改性的方... 详细信息

目的为提高骨科金属生物材料的生物相容性和力学相容性,研究表面改性技术这一条重要的途径。方法根据表面改性时材料发生的物理和化学变化、对材料的作用尺度及改性的效果几方面进行综合介绍。结果总结了当前骨科金属材料表面改性的方法,介绍了各类方法的优缺点。结论从分子水平研究骨科金属材料的表面改性,是目前研究的新趋势。

关键词：金属材料骨科生物相容性表面改性

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海上军民融合式后装保障研究

国防 2019年第6期 71-74页

作者：焦玉恒张德权焦海峰北部战区海军保障部黑龙江省克山县人武部山东省济南市产品质量检察院

推进海上军民融合式后装保障,是贯彻习近平强军思想的必然要求,是提高海上方向打赢能力的有效路径,是推进军民融合深度发展的重要内容。抓好海上军民融合式后装保障,必须充分认清海上军民融合式后装保障的重要意义,深入研析在思想观念... 详细信息

推进海上军民融合式后装保障,是贯彻习近平强军思想的必然要求,是提高海上方向打赢能力的有效路径,是推进军民融合深度发展的重要内容。抓好海上军民融合式后装保障,必须充分认清海上军民融合式后装保障的重要意义,深入研析在思想观念、信息建设、法规政策等方面存在的问题,着力优化海上军民融合式后装保障体系建设,不断提高海上危机战略管控能力,夯实备战打仗基础。

关键词：国防建设海上方向后装保障军民融合

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人工关节的数控加工研究

佛山陶瓷 2004年第3期14卷 10-12页

作者：吴晨曦成国煌焦玉恒武汉理工大学生物中心武汉430070

陶瓷材料因其硬脆特性,一直是精密加工的难点和研究热点。本文介绍了生物陶瓷人工关节的数控精加工实验,分析了加工特点和影响加工质量的因素,得出了此精密加工方法经济高效的结论。

关键词：人工关节数控加工氧化铝陶瓷精密加工生物陶瓷

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汽车部（分）队实战化训练存在的问题与对策

汽车运用 2016年第3期 19-20页

作者：焦玉恒王小军庄欢靳文章北海舰队后勤部军交运输处

习主席强调：“要坚持把军事训练摆在战略位置。坚持从实战需要出发从难从严训练．不断提高部队实战化水平。”这一科学论断。是我军贯彻“能打仗、打胜仗”强军目标的根本途径，也为强化汽车部（分）队实战化训练提供了根本遵循。强化... 详细信息

习主席强调：“要坚持把军事训练摆在战略位置。坚持从实战需要出发从难从严训练．不断提高部队实战化水平。”这一科学论断。是我军贯彻“能打仗、打胜仗”强军目标的根本途径，也为强化汽车部（分）队实战化训练提供了根本遵循。强化汽车部（分）队实战化训练，应该着眼汽车部（分）队实战化需求，聚焦实战抓训练，紧盯问题抓整改，提升汽车兵战时应急处置能力，探索汽车部（分）队战场条件下实战化训练的新路子。

关键词：军事训练汽车兵应急处置科学论强化部队战场