镍钛合金表面改性

• 稀土元素作用
在植入体中加入适量的稀土元素对动物机体功能有调节作用，对人体有抑制肿瘤的作用。 另外能够增强材料强度及耐磨性。稀土元素为人体非必需微量元素。镧离子与钙离子相近 似,对人体骨骼有很高的亲和性。
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拟采用的方法
碱热处理（形成表面TiO2膜，抑制镍离子的析出） 将HA与含镧离子的稀土材料混合，采用高温等离子喷涂法对表面喷涂，并 通过控制，实现网状喷涂，从而增加与骨组织的接触面积，提高力学强度 和生物相容性。 •HA 和TiO2 之间的结合主要是由于二者之间的化学反应，DSC 分析表 明二者之间的化学反应在1410℃以下，主要生成CaTiO3. •HA中的羟基与稀土离子结合形成化学吸附。 复合涂层性能测试 •包括耐磨性、强度、镍离子析出检测等 植入动物体内实验观察 钛的热膨胀系数为8.9×10-6K-1，HA 的为15×10-6K-1，由于二者差别较大， 在高温烧结制备涂层的过程中产生的热应力主要集中在涂层与基体的界面， 容易造成涂层脱落。TiO2 的热膨胀系数为8.7×10-6K-1 与基体钛的接近，所 以TiO2 的加入有利于缓和HA 涂层和基体的热膨胀系数不匹配，增加结合强度。
镍钛合金介绍
超弹性
常用于设计柔顺机构、常力机构和具有被动保护性质的机构。
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选题依据（待解决的问题） • 镍离子析出问题
医用NiTi SMA中高含量镍（质量分数50%～55%）存在镍离子释放问题。对于人体有潜 在毒性的金属中，镍的毒性仅次于银。镍是一种潜在的致敏因子，可致炎、致畸和致癌， 在生物体内析出易引发过敏和中毒等症状。直接接触内皮组织引起氧化应激反应等病理变 化。镍离子还可能降低成骨细胞的黏附和增值能力。因此有必要对镍钛合金进行表面改性 处理以抑制镍离子的析出。
• 镍钛合金的生物活性相对较差
羟基磷灰石(HA，Ca10(PO4)6(OH)2)是生物材料在软硬组织中起连接作用的关键物质，人 体骨质量的65%～75%都是以HA结晶盐的形式存在。研究结果显示，磷灰石涂层的Ni-Ti SMA对外周血白细胞（特别是多形性核白细胞）和血小板的黏附能力显著增强，从而能够 与胶原蛋白和细胞紧密结合，诱导和促进组织修复及再生。因此为提高植入体的生物活性 需要进行表面涂层处理。
1896
1920
1987
2006
医用镍钛形状记忆合金的表面改性
——TiO2/HA/轻稀土复合涂层处理
• 学号： • 姓名： • 院系:
xxxxx xxxxx
xxxxxx
主要研究内容
镍钛合金介绍 选题依据 拟采用的方案
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镍钛合金介绍
形状记忆效应
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1896
1920
1987
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2006
End
Thanks
(a) 原始形状
(b) 拉 直 形状记忆效应简易演示实验
(c) 加热后恢复
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镍钛合金介绍
形状记忆效应
Artificial cardiac muscle fibre
Artificial Anal Sphincter
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