钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析

兵器材料科学与工程 , 2016, 39(1): 64-69.

钛合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂层的组织性能分析

石磊 ^1, , 李兰兰 ^2, , 张立君 ^3, , 王振生 ^4, , 马良超 ^5, , 王振林 ^6,

1.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波,315103

2.河北中瓷电子科技有限公司,河北石家庄,050051

3.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波,315103

4.北京军区老干部服务处首保二科,北京,100125

5.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波,315103

6.中国人民解放军第113医院骨科,浙江宁波,315040

基金项目: 宁波市社发择优项目(2012C5018) 宁波市自然基金项目(2014A610055) 宁波市科技创新团队项目(2014B82001) 浙江省公益项目(2013C33191)

关键词：钛合金 , 羟基磷灰石 , 梯度涂层 , 激光熔覆 , 同轴送粉 , 组织性能

Microstructures and properties of bioceramic gradient coatings on surface of titanium alloy by laser cladding

Keywords： titanium alloy , hydroxyapatite , gradient coating , laser cladding , coaxial powder feeding , mirostructure and properties

利用激光熔覆技术,通过同轴送粉方式在钛合金基体表面分别制备HA/HT/T梯度涂层、HA/TiO2涂层及纯HA涂层3种钛合金羟基磷灰石生物陶瓷涂层,并对3种不同涂层的金相组织、微观形貌、元素成分、界面结合强度等性能进行分析比较.结果表明:与纯HA涂层和HA/TiO2涂层相比,HA/HT/T梯度涂层各区域界面结合更为紧密,无明显裂纹或孔洞形成,HA/HT/T梯度涂层由底层至表层表现为从致密到疏松的梯度结构,涂层表面Ca/P质量比为1.64,接近于自然骨的Ca/P质量比,纯HA涂层、HA/TiO2涂层及HA/HT/T梯度涂层的界面结合强度值呈递增趋势;梯度涂层可有效改善热膨胀系数失配、降低残余应力,进而提高界面结合强度,克服涂层存在的易脱落、溶解等缺陷.

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