C/C表面超声电沉积/水热法制备Si-HA/明胶涂层研究
发布时间：2024-03-24 10:52
羟基磷灰石-碳/碳复合材料兼具碳/碳复合材料(C/C)优异的力学性能和羟基磷灰石(HA)良好的生物活性,是一种理想的新型骨修复材料。但是由于人体骨骼和牙齿的无机组分并非纯的HA,还有钠、硅等离子,这些离子影响着材料的力学性能和生物活性,因此,为了满足临床应用的需要,常采用在其中添加这些离子来改进其性能。本文在综述已报道的HA涂层制备工艺及其结构性能的基础上,对C/C表面超声电沉积/水热法制备明胶/Si-HA涂层进行了研究,主要研究内容如下:首先用H2O2和(NH4)2S2O8这两种氧化剂对C/C表面进行亲水性改性优化研究,然后采用超声电沉积在C/C复合材料表面制备出Gelatin/CaP涂层,最后通过水热法将其转变为Gelatin/Si-HA涂层。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜与能谱仪(SEM&EDS)、红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、划痕测试和体外生物活性测试等手段,研究了电流密度、电场强度对Gelatin/CaP涂层和硅的掺杂对为Gelatin/Si-HA涂层组成、结构、形貌和结合性能和生物活性的影响...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 C/C复合材料
1.1.1 C/C复合材料概述
1.2 羟基磷灰石
1.2.1 羟基磷灰石的结构
1.2.2 羟基磷灰石的物理化学性质
1.2.3 羟基磷灰石的生物性质
1.3 C/C表面制备HA涂层的工艺方法及研究进展
1.3.1 等离子喷涂法
1.3.2 仿生法
1.3.3 感应热沉积法
1.3.4 电化学沉积法
1.3.4.1 声电沉积法
1.3.4.2 水热电沉积法
1.3.4.3 磁场电沉积法
1.4 本论文主要研究内容和创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 创新点
第2章 实验部分
2.1 实验原料与试剂
2.1.1 C/C复合材料沉积基体的制备
2.1.2 主要原料
2.2 实验仪器与设备
2.3 实验过程
2.3.1 C/C沉积基体的预处理
2.3.2 电解液配置
2.3.3 Gelatin/CaP复合涂层的制备
2.3.4 Gelatin/HA复合涂层的制备
2.3.5 Gelatin/Si-HA复合涂层的制备
2.3.6 模拟体液的配置
2.3.6.1 模拟体液的合成
2.3.6.2 配置的具体步骤
2.4 结构与性能表征方法
2.4.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
2.4.2 X射线衍射分析(XRD)
2.4.3 热重分析(TGA)
2.4.5 扫描电镜分析(SEM)
2.4.6 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.4.7 透射电子显微镜分析（TEM）
2.4.8 接触角测试
2.4.9 结合强度测试
第3章 C/C复合材料表面预处理工艺优化
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 阳极氧化
3.2.2 水热氧化
3.3 结果与讨论
3.3.1 阳极氧化表面处理对C/C复合材料的润湿性能的影响16
3.3.2 水热氧化表面处理对C/C复合材料的润湿性能的影响
3.4 本章小结
第4章 超声电沉积工艺对Gelatin/CaP涂层结构与性能的影响
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同电流密度对Gelatin/CaP涂层性能的影响
4.3.1.1 Gelatin/CaP涂层的XRD分析
4.3.1.2 Gelatin/CaP涂层的形貌分析
4.3.1.3 CaP/Gelatin涂层的FTIR分析
4.3.1.4 Gelatin/CaP涂层的TG分析
4.3.1.5 Gelatin/CaP涂层的划痕测试
4.3.2 电场强度对Gelatin/CaP涂层性能的影响
4.3.2.1 Gelatin/CaP涂层的XRD分析
4.3.2.2 Gelatin/CaP涂层的形貌分析
4.3.2.3 Gelatin/CaP涂层的FT-IR分析
4.3.2.4 Gelatin/CaP涂层的TG分析
4.3.2.5 Gelatin/CaP涂层的划痕测试
4.3.3 体外模拟测试
4.3.3.1 XRD分析
4.3.3.2 形貌分析
4.3.3.3 FTIR分析
4.4 小结
第5章 超声电沉积/水热法制备Si-HA/明胶复合涂层
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 水热所得涂层的XRD分析
5.3.2 水热所得涂层的形貌分析
5.3.3 水热所得涂层的TEM分析
5.3.4 水热所得涂层的XPS分析
5.3.5 水热所得涂层的FTIR分析
5.3.6 水热所得涂层的划痕测试
5.3.7 体外模拟测试
5.3.7.1 涂层的XRD分析
5.3.7.2 涂层的形貌分析
5.3.7.3 涂层的FTIR分析
5.4 小结
第6章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3937334
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 C/C复合材料
1.1.1 C/C复合材料概述
1.2 羟基磷灰石
1.2.1 羟基磷灰石的结构
1.2.2 羟基磷灰石的物理化学性质
1.2.3 羟基磷灰石的生物性质
1.3 C/C表面制备HA涂层的工艺方法及研究进展
1.3.1 等离子喷涂法
1.3.2 仿生法
1.3.3 感应热沉积法
1.3.4 电化学沉积法
1.3.4.1 声电沉积法
1.3.4.2 水热电沉积法
1.3.4.3 磁场电沉积法
1.4 本论文主要研究内容和创新点
1.4.1 研究内容
1.4.2 创新点
第2章 实验部分
2.1 实验原料与试剂
2.1.1 C/C复合材料沉积基体的制备
2.1.2 主要原料
2.2 实验仪器与设备
2.3 实验过程
2.3.1 C/C沉积基体的预处理
2.3.2 电解液配置
2.3.3 Gelatin/CaP复合涂层的制备
2.3.4 Gelatin/HA复合涂层的制备
2.3.5 Gelatin/Si-HA复合涂层的制备
2.3.6 模拟体液的配置
2.3.6.1 模拟体液的合成
2.3.6.2 配置的具体步骤
2.4 结构与性能表征方法
2.4.1 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
2.4.2 X射线衍射分析(XRD)
2.4.3 热重分析(TGA)
2.4.5 扫描电镜分析(SEM)
2.4.6 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.4.7 透射电子显微镜分析（TEM）
2.4.8 接触角测试
2.4.9 结合强度测试
第3章 C/C复合材料表面预处理工艺优化
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 阳极氧化
3.2.2 水热氧化
3.3 结果与讨论
3.3.1 阳极氧化表面处理对C/C复合材料的润湿性能的影响16
3.3.2 水热氧化表面处理对C/C复合材料的润湿性能的影响
3.4 本章小结
第4章 超声电沉积工艺对Gelatin/CaP涂层结构与性能的影响
4.1 前言
4.2 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同电流密度对Gelatin/CaP涂层性能的影响
4.3.1.1 Gelatin/CaP涂层的XRD分析
4.3.1.2 Gelatin/CaP涂层的形貌分析
4.3.1.3 CaP/Gelatin涂层的FTIR分析
4.3.1.4 Gelatin/CaP涂层的TG分析
4.3.1.5 Gelatin/CaP涂层的划痕测试
4.3.2 电场强度对Gelatin/CaP涂层性能的影响
4.3.2.1 Gelatin/CaP涂层的XRD分析
4.3.2.2 Gelatin/CaP涂层的形貌分析
4.3.2.3 Gelatin/CaP涂层的FT-IR分析
4.3.2.4 Gelatin/CaP涂层的TG分析
4.3.2.5 Gelatin/CaP涂层的划痕测试
4.3.3 体外模拟测试
4.3.3.1 XRD分析
4.3.3.2 形貌分析
4.3.3.3 FTIR分析
4.4 小结
第5章 超声电沉积/水热法制备Si-HA/明胶复合涂层
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 水热所得涂层的XRD分析
5.3.2 水热所得涂层的形貌分析
5.3.3 水热所得涂层的TEM分析
5.3.4 水热所得涂层的XPS分析
5.3.5 水热所得涂层的FTIR分析
5.3.6 水热所得涂层的划痕测试
5.3.7 体外模拟测试
5.3.7.1 涂层的XRD分析
5.3.7.2 涂层的形貌分析
5.3.7.3 涂层的FTIR分析
5.4 小结
第6章 结论
参考文献
致谢
本文编号：3937334
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