β-磷酸钙增强锌合金激光选区熔化成型与界面调控

摘要

针对传统金属骨植入物降解性能和成骨性能较差的问题，提出了一种兼具优良力学性能和成骨性能的锌合金骨植入物方法。首先，采用机械方法制备均匀混合的锌镁和β-磷酸钙粉末；然后，采用激光选区熔化技术成型β-磷酸钙增强锌合金，得到最佳工艺参数；最后，通过在β-磷酸钙表面包覆纳米ZnO,对成型后的复合材料进行界面调控，以增强其力学性能。实验结果表明：最佳激光扫描速度为800 mm·s^-1;成型后的复合材料微观组织精细，致密度达到99.7%,维氏显微硬度达到168.66,抗压强度达到517.34 MPa;经界面调控后，复合材料的维氏显微硬度、抗压强度约为183.96和602.65 MPa,相较于原始复合材料分别提高了9%和16%,界面结合强度和整体力学性能得到显著提升。研究表明激光选区熔化技术成型的锌镁和β-磷酸钙复合材料是一种很有前途的骨植入材料，可为制备锌合金骨骼植入体提供参考。

关键词

激光选区熔化 / 骨植入物 / 锌合金 / β-磷酸钙 / 界面调控

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52075417)