纯镁或镁合金表面羟基磷灰石涂层的脉冲电沉积制备方法

摘要

本发明公开了一种纯镁或镁合金表面羟基磷灰石涂层的脉冲电沉积制备方法。以纯镁或镁合金为基底材料，配制电解液，其中Ca²⁺浓度2.0～42.0mmol·L^-1，H₂PO₄^-浓度1.0～26.2mmol·L^-1，Ca/P摩尔比1.6～2.0，支持电解质浓度0.1～1.0mol·L^-1，pH值4.0～6.0；以基底材料为阴极、石墨片为阳极，加热至50～90℃恒温，通过控制沉积电流大小的单向或双向脉冲模式进行电沉积：其中，单向脉冲电沉积参数：正向峰值电流密度为1～40mA/cm²、脉冲频率10～2000Hz、占空比10～30％；双向脉冲电沉积参数：正向峰值电流密度为1～40mA/cm²、正向脉冲频率10～500Hz、正向占空比10～30％，反向峰值电流密度为2～80mA/cm²、反向脉冲频率250～2000Hz、反向占空比40～50％；沉积时间5～60min。本发明脉冲沉积法制备的HA涂层与基底结合力强、且HA涂层/基底材料具有优良生物性能和力学性能。

主权项

1.纯镁或镁合金表面羟基磷灰石涂层的脉冲电沉积制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：(1)以纯镁或镁合金为基底材料，将其表面打磨、清洗干净，备用；(2)配制电解液，所述电解液由含钙盐、含磷盐、支持电解质的水溶液组成：电解液中Ca2+浓度为2.0～42.0mmol·L-1，H2PO4-浓度为1.0～26.2mmol·L-1，Ca/P摩尔比为1.6～2.0，支持电解质浓度为0.1～1.0mol·L-1，室温电解液的pH值为4.0～6.0；(3)以经步骤(1)处理好的纯镁或镁合金基底材料为阴极、石墨片为阳极，待电解液加热至50～90℃恒温时，将阴极与阳极同时完全浸入步骤(2)制备的电解液中，阴极与阳极间工作距离为2～10cm；(4)通过控制沉积电流大小的单向或双向脉冲模式在基底材料表面进行电沉积：其中，单向脉冲电沉积的参数为：正向峰值电流密度为1～40mA/cm2、脉冲频率10～2000Hz、占空比10～30％；双向脉冲电沉积的参数为：正向峰值电流密度为1～40mA/cm2、正向脉冲频率10～500Hz、正向占空比10～30％，反向峰值电流密度为2～80mA/cm2、反向脉冲频率250～2000Hz、反向占空比40～50％；所述单向或双向脉冲电参数设置时，对于每cm2的基底材料，其净电量应控制在0.1～8.0mA·h；(5)经过5～60min沉积后，取出试样，用水冲洗干净，干燥，在基底材料表面即形成一层与其结合良好的羟基磷灰石涂层。