一种羟基磷灰石与氧化铝复合涂层的制备方法

摘要

一种羟基磷灰石与氧化铝复合涂层的制备方法，涉及一种在钛表面制备HAP涂层的方法。采用将铝粉与羟基磷灰石共沉积，在钛或钛合金表面电泳沉积制备羟基磷灰石/氧化铝复合涂层，以提高涂层与基底的结合强度。将作为基底的钛或钛合金经机械磨光、碱洗脱酯和酸浸蚀等表面预处理，再经微弧氧化，在铝粉及HAP粉体配制成的悬浮液中进行电泳沉积，在氩气保护气氛下于600～900℃进行热处理，形成HAP/Al₂O₃复合涂层。在热处理中，Al→Al₂O₃反应的体积膨胀，抵消涂层的致密化收缩，抑制涂层裂纹的形成；而与HAP的复合，降低了涂层的热膨胀系数，使其与基底材料更加接近，抑制涂层的开裂，达到改善HAP涂层力学性能的目的。

主权项

1.一种羟基磷灰石与氧化铝复合涂层的制备方法，其特征在于其步骤如下：步骤1，基底预处理：(1)机械磨光：将基底经机械打磨至表面均匀光亮；所述的基底为钛或钛合金；(2)碱洗脱酯：将15～20g·L-1碳酸钠，15～20g·L-1磷酸钠，5～10g·L-1硅酸钠，2～5mL·L-1聚乙二醇辛基苯基醚配制成碱洗液，磨光后的基底放入碱洗液中处理3～10min后，取出清洗去除表面残留碱液；(3)酸浸蚀：将80～100mL·L-1HF及240～300mL·L-1HNO3配制成浸蚀液，将碱洗后的基底放入浸蚀液中处理30～45s，取出后除去表面残留酸液，浸泡于去离子水中待用，所述HF的浓度为40％，所述HNO3的浓度为65％～68％；步骤2，微弧氧化：将30～50mL·L-1H2SO4配制成电解液，基底作为阳极，铂片为阴极，采用恒电流模式，电流密度50～65mA·cm-2，氧化10～15min，反应后清洗，烘干，所述H2SO4的浓度为98％；步骤3，悬浮液的配制：以乙醇作为分散溶剂，调节pH至4～5，依次加入Al粉和HAP粉体，含量分别为HAP：10g·L-1，Al：10～15g·L-1，搅拌成悬浮液，静置陈化1～3d，Al粉的粒径为200～300nm，HAP粉体的粒径为100～200nm；步骤4，电泳沉积：沉积前，先将悬浮液超声15～30min，以基底为阴极，两个相对不锈钢薄片作为对电极，基底置于其正中间，采用直流电源，沉积电压30～40V，沉积时间20～25s，沉积完成后，样品自然晾干，干燥保存；步骤5，热处理：热处理在管式电阻炉中进行，在空气中升温至600～700℃，保温1～2h，然后在氩气保护气氛下，控制氩气流速为2300-2500mL·h-1，继续在600～700℃保温1～2h，接着，升温至850-900℃，保温2～3h，最后缓慢降温至200℃以下，停止通气，取出。