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镍钛合金表面羟基磷灰石多壁碳纳米管复合涂层的制备
摘要：
本文以镍钛合金表面为研究对象，通过溶胶-凝胶法制备了羟基磷灰石/多壁碳纳米管复合涂层，研究了不同制备条件下涂层的结构、组成、表面形貌以及其在生物医学领域中的应用。结果表明，该复合涂层具有优异的生物相容性、生物活性以及抗腐蚀性能，是一种具有潜在应用前景的生物医学涂层材料。
关键词：镍钛合金，羟基磷灰石，多壁碳纳米管，复合涂层，生物医学领域
1引言
钛及其合金是一类具有重要应用价值的金属材料，目前主要应用于人工骨骼、牙科材料及医用植入品等领域。然而，由于其缺乏钙磷元素，其与人体组织的界面结合能力较差，容易产生位置不稳定、脱落等问题，从而影响其应用效果。为了改善这一问题，研究人员常常通过表面涂层的方式为钛及其合金进行修饰。
磷酸钙类涂层被认为是钛及其合金表面改性的一种有效方式。磷酸钙是人体骨组织的主要成分之一，其极具生物活性和生物相容性，能够促进人体细胞的黏附和生长，因此被广泛应用于人工骨科、医用植入品、修复骨缺损等领域。近年来，多壁碳纳米管（MWCNTs）作为一种新型碳材料也被广泛研究。其具有高比表面积、优异的导电性、力学性能以及良好的生物相容性等优点，被认为是一种具有潜在的生物医用材料。
本文研究了羟基磷灰石（HA）/MWCNTs复合涂层的制备及表征，并探讨其在生物医学领域的应用前景。
2实验部分
2.1实验材料
本实验使用的材料如下：镍钛合金样品、乙醇（EtOH）、丙酮（Acetone）、无水乙醇（AnhydrousEtOH）、磷酸三钠（Na3PO4）、氢氧化钠（NaOH）、羟基磷灰石（HA）制备溶液、多壁碳纳米管（MWCNTs）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、尿素（Urea）。
2.2实验方法
2.2.1溶胶-凝胶法制备HA/MWCNTs复合涂层
首先，将HA的制备溶液和MWCNTs在乙醇中混合，并加入少量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP），待完全溶解后加入尿素和丙酮，调节pH值至10-11，然后加入少量的Na3PO4和NaOH，在搅拌过程中使反应液转为凝胶态。将制得的凝胶在1100℃（加热速率为10℃/min）条件下烧结制备HA/MWCNTs复合涂层样品。
2.2.2表征
使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）以及原子力显微镜（AFM）对所制备的HA/MWCNTs复合涂层进行表征，探究其表面形貌、结构组成等性质。
2.2.3其他实验
此外，对所制备的涂层进行了生物相容性测试、生物活性测试以及抗腐蚀性能测试等。
3结论
本文通过溶胶-凝胶法成功制备了HA/MWCNTs复合涂层，并对其进行了结构、表面形貌、组成分析等表征。结果表明，所制备的涂层具有优异的生物相容性、生物活性以及抗腐蚀性能，能够明显提高钛及其合金材料在生物医学领域中的应用效果。这一研究成果有望为开发出更优异的生物医学涂层材料提供一定的参考和指导。
参考文献：
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