水热电沉积法制备羟基磷灰石涂层的性能优化与生物活性研究

本文主要探讨了水热电沉积法制备羟基磷灰石（HA）涂层的技术研究。作者刘榕芳、肖秀峰、林岚云和陈古镛在福建师范大学化学与材料学院进行了一系列实验，他们选用电解液配方为0.0105mol/L Ca(NO3)2、0.0063mol/L NH4H2PO4和0.1mol/L NaNO3，保持pH值为4.6，电解温度范围为60至200℃，恒定电流密度为0.4mA/cm²。通过这种方法，他们成功地得到了具有六边形棒状晶体结构的涂层，其组成为缺钙磷灰石Ca10-x(HPO4)x(PO4)6-x(OH)2-x。 在涂层经过800℃烧结处理后，发现涂层分解为HA和β-TCP（次磷酸钙）的混合物。随着电解温度的升高，涂层中钙（Ca）与磷（P）的比例不断接近理论计量比的HA，即10:6。涂层的质量和结合强度表现出非线性变化趋势，先随着温度上升而增加，达到160℃时结合强度达到最大值16.7MPa，然后随温度继续升高又有所下降。这种现象可能与涂层内部结构的优化和热处理过程中的相变有关。 水热电沉积法作为一种温和的制备方法，相较于等离子喷涂法，它具有工艺简单、易于控制的优点，特别适合于复杂形状和多孔金属表面的涂层制备，而且能够减少高温带来的HA分解和生物活性降低的问题。尽管涂层需要进一步的水热处理来转化成纯的HA，但这仍然是当前生物医用材料领域内一个重要的研究方向，因为它有助于提高金属植入体与骨骼的生物相容性和结合强度，从而改善医疗植入体的长期稳定性。这项研究不仅提供了实用的涂层制备技术，也为深入理解HA在生物医学应用中的性能优化提供了有价值的数据基础。