1.一种三维多孔钛基镁掺杂涂层,其特征在于,对纯钛或钛合金基体表面多孔化处理,然后采用生物活性玻璃改性形成三维多孔钛基镁掺杂涂层;所述三维多孔的孔径为2~8μm;所述生物活性玻璃为镁掺杂CaO-MgO-P2O5-SiO2系生物活性玻璃;所述生物活性玻璃中各组分摩尔百分比为(38-x)CaO-xMgO-4P2O5-58SiO2,x为组份中MgO摩尔量5~20mol%;
所述三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,包括以下步骤:
1)对纯钛或钛合金基体表面打磨、抛光后,经丙酮、无水乙醇超声清洗,干燥,备用;
2)配制Na2SiO3基混合电解溶液,备用;
3)将步骤1)处理的纯钛或钛合金基体在步骤2)配置的Na2SiO3基混合电解溶液中进行微弧氧化处理,待基体表面出现微小明亮的电弧,并伴有电解液温度上升时,将基体取出用去离子水冲洗干净;
4)利用脉冲激光沉积技术于高真空状态下在步骤3)处理过的基体上沉积一层镁掺杂CaO-MgO-P2O5-SiO2系生物活性玻璃即可;
所述Na2SiO3基混合电解溶液为Na2SiO3-KOH-H2O2混合电解溶液或Na2SiO3-Na3PO4-NaF混合电解溶液;Na2SiO3-KOH-H2O2混合电解溶液的配置过程如下:将5~10g/L的Na2SiO3、3~
6g/L的KOH和5~8ml/L的H2O2溶液按体积比1∶1∶1混合而成;Na2SiO3-Na3PO4-NaF混合电解溶液的配置过程如下:将10~15g/L的Na2SiO3、5~10g/L的Na3PO4和4~8g/L的NaF溶液按体积比1∶1∶1混合而成。
2.一种三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对纯钛或钛合金基体表面打磨、抛光后,经丙酮、无水乙醇超声清洗,干燥,备用;
2)配制Na2SiO3基混合电解溶液,备用;
3)将步骤1)处理的纯钛或钛合金基体在步骤2)配置的Na2SiO3基混合电解溶液中进行微弧氧化处理,待基体表面出现微小明亮的电弧,并伴有电解液温度上升时,将基体取出用去离子水冲洗干净;
4)利用脉冲激光沉积技术于高真空状态下在步骤3)处理过的基体上沉积一层镁掺杂CaO-MgO-P2O5-SiO2系生物活性玻璃即可;
所述Na2SiO3基混合电解溶液为Na2SiO3-KOH-H2O2混合电解溶液或Na2SiO3-Na3PO4-NaF混合电解溶液;Na2SiO3-KOH-H2O2混合电解溶液的配置过程如下:将5~10g/L的Na2SiO3、3~
6g/L的KOH和5~8ml/L的H2O2溶液按体积比1∶1∶1混合而成;Na2SiO3-Na3PO4-NaF混合电解溶液的配置过程如下:将10~15g/L的Na2SiO3、5~10g/L的Na3PO4和4~8g/L的NaF溶液按体积比1∶1∶1混合而成;
所述三维多孔的孔径为2~8μm;
所述生物活性玻璃中各组分摩尔百分比为(38-x)CaO-xMgO-4P2O5-58SiO2,x为组份中MgO摩尔量5~20mol%。
3.根据权利要求2所述的一种三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,其特征在于,步骤
3)微弧氧化处理过程采用300~500V,频率600~1000Hz,保持1~30min。
4.根据权利要求2所述的一种三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,其特征在于,步骤
4)所用的沉积靶体制备方法为分别以正硅酸乙酯、磷酸三乙酯、钙镁相应硝酸盐为硅源、磷源及钙镁源,利用溶胶凝胶法制备镁摩尔含量在5~20mol%的CaO-MgO-P2O5-SiO2生物玻璃凝胶,凝胶于60℃恒温水浴老化3天,120℃干燥箱内烘干后,球磨、筛分得到38~74μm的粉体,冷等静压压块后于700℃烧结2h即可。
5.根据权利要求4所述的一种三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,其特征在于,所述CaO-MgO-P2O5-SiO2生物玻璃凝胶中各物质摩尔百分比为CaO(38-x)%,MgO x%,P2O54%,SiO258%,其中5≤x≤20。
6.根据权利要求2所述的一种三维多孔钛基镁掺杂涂层的制备方法,其特征在于,步骤
4)中基体温度20~500℃,真空压力20~60Pa,沉积时间30min~2h。