《表1 梯度涂层成分设计：激光熔覆SiO_2/La_2O_3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究》

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《激光熔覆SiO_2/La_2O_3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究》

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选用医用钛合金TC4作为基材，其尺寸大小为50 mm×30 mm×5 mm。实验前，将医用钛合金放入热水中浸泡2 h，并加入适量的清洁剂，随后用砂球擦拭合金表面，待医用钛合金表面干燥后，用金相砂纸打磨至光亮，除去氧化膜及油渍，并用酒精和去离子水分别超声波清洗三遍后，放于阴凉通风处干燥。熔覆混合粉末为化学纯CaHPO4·2H2O、CaCO3、30～40μm的Ti粉、1～5μm的La2O3和化学纯SiO2。HA中的Ca/P为1.67。由于激光熔覆是一个快速加热、快速冷却的过程，这样就会导致混合粉末中Ca和P极易烧损，特别是P的烧损量更大[26]，故采用Ca/P为1.4进行配粉。由于医用钛合金为金属材料，混合粉末（CaHPO4·2H2O、CaCO3、La2O3）为无机材料，两者的热膨胀系数、熔点、比重等热物性参数相差较大[21]，直接熔覆会使基材与涂层之间产生较大的热应力，导致它们之间的冶金结合能力不强，涂层会产生大量的裂纹、气孔等缺陷，使涂层的组织结构及性能大大降低。为了解决上述问题，采用梯度设计思想，通过第一至第三梯度成分的设计，改善涂层与基材之间的结合质量。梯度成分设计如表1所示，表中M代表混合粉末（81%CaHPO4·2H2O+19%CaCO3+0.6%La2O3)，SiO2加入M中的质量分数分别为2.5%、7.5%、12.5%。