CaB₆对激光熔覆生物陶瓷涂层组织和生物学性能的影响

施佳鑫¹，朱卫华^2,3，朱红梅^1,3，陈志勇²，刘晋京¹，史新灵¹，王新林^1,2,3

1. 南华大学机械工程学院2. 南华大学电气工程学院3. 南华大学超快维纳技术与激光先进制造湖南省重点实验室

摘 要：为了提高医用钛合金表面激光熔覆羟基磷灰石（HA）涂层的植入稳定性和生物活性,将HA与CaB₆粉末充分混合,采用激光熔覆工艺制备了含硼元素的生物陶瓷涂层。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、电化学腐蚀和体外模拟体液（SBF）浸泡实验,对涂层的物相组成、组织形貌、耐腐蚀性和生物活性进行了研究。结果表明,添加CaB₆后熔覆层中产生了物相B₂O₃和CaB₂O₄,同时熔覆层中部组织呈现有序分布的二次枝晶;腐蚀电位下降了294.46 mV,电流密度是未添加CaB₆的4.28倍;在体外SBF浸没实验中,添加CaB₆后,涂层表面沉积的磷灰石均匀分布,浸泡7 d后,形成的矿化磷灰石沉积量最大,涂层表现出较强的矿化作用。CaB₆的添加可以细化晶粒,显著提升生物陶瓷涂层的耐腐蚀性,加强涂层表面的矿化能力。

关键词：激光熔覆;六硼化钙（CaB₆）;生物陶瓷涂层;耐腐蚀性能;生物活性;