等离子喷涂制备石墨烯增强羟基磷灰石复合涂层及其性能研究

摘要

[目的]采用等离子喷涂工艺制备石墨烯纳米片(GNS)增强的羟基磷灰石(HA)复合涂层。[方法]通过单因素试验研究等离子喷涂工艺参数中的喷涂电流、喷涂距离和送粉速率对GNS/HA复合涂层显微硬度和结合强度的影响。利用扫描电子显微镜、手持粗糙度测量仪、万能拉伸试验机、显微硬度计、接触角测量仪和电化学工作站对在优化参数下制备的复合涂层的表面形貌及性能进行表征和测试。[结果]等离子喷涂制备复合涂层的最优工艺参数组合为：喷涂电流750 A，喷涂距离120 mm，送粉速率6 r/min。与纯HA涂层相比，GNS/HA复合涂层的表面更致密，表面粗糙度降低了27.5%，表面亲水性提升46%，显微硬度增大了16.8%，结合强度增强了18.1%，在模拟体液中的腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小，耐蚀性显著增强。[结论]石墨烯纳米片的引入有效改善了HA等离子喷涂涂层的结构致密性与综合性能，为制备高性能GNS/HA生物功能涂层提供了参考。

关键词

石墨烯纳米片 / 羟基磷灰石涂层 / 等离子喷涂 / 表面形貌 / 显微硬度 / 结合强度 / 亲水性 / 耐蚀性