吕晓卫
,
林鑫
,
关泰红
,
高勃
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO43(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响.研究发现,CaCO3和 DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系.HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54 的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量.由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100～300μm之间.粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量.随钙磷原子比的升高,涂层的结合强度和孔隙率随之下降,裂纹数量逐渐增加.
关键词:
原位合成
,
激光熔覆
,
羟基磷灰石
,
钙磷原子比
吕晓卫
,
林鑫
,
曹永青
,
胡江
,
高勃
,
黄卫东
稀有金属材料与工程
使用CaCO3和CaHPO4混合粉末,在纯钛表面通过激光熔覆原位合成的方法制备羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)涂层,研究了激光功率,扫描速度和热处理对涂层物相的影响,以期提高涂层中HA的含量.结果表明,低功率下,涂层的主要组成物相为磷酸四钙(Ca4(PO4)2O,TTCP),同时有少量的HA,a-磷酸钙(a-Ca3(PO4)2,a-TCP),CaO和CaTiO3;随功率的增加,涂层中的TTCP,HA和CaO逐渐减少,只剩下a-TCP和CaTiO3.与功率相比,扫描速度对涂层物相的影响较小.当激光功率为400 W时,不同扫描速度下涂层的物相没有发生明显的变化,主要物相均为TTCP.将涂层在800℃下保温5 h,然后随炉冷却,可以使涂层中的TTCP和a-TCP全部转变为HA,进而得到含HA较多的涂层.
关键词:
工艺参数
,
热处理
,
激光熔覆
,
羟基磷灰石
,
磷酸四钙
