阳极氧化电压对水热电化学制备羟基磷灰石涂层的影响
随着用于人工骨修复的羟基磷灰石(HA)涂层技术的发展，研究其表面处理方法对涂层质量的影响显得尤为重要。本文采用水热法制备羟基磷灰石涂层，并考察阳极氧化电压对涂层质量的影响。
实验采用纯钛材料作为基底表面，通过机械打磨和超声清洗等步骤去除表面污染物，然后将样品分别置于6mol/L的NaOH和1mol/L的NaOH溶液中进行不同条件下的阳极氧化处理。处理后样品用去离子水洗涤干净，然后将其置于含有0.27mol/L的Ca(NO3)2和0.22mol/L的KH2PO4的水溶液中进行水热反应，制备羟基磷灰石涂层。反应条件为：160℃下反应12h。
通过场发射扫描电镜(FESEM)观察氧化处理和水热反应过程中样品表面形貌的变化。结果发现，在阳极氧化电压为40V时，钛材料表面呈现出比较规整的纳米纹理，且纹理密度较高。而在阳极氧化电压为60V时，钛材料表面的纳米纹理变得更加粗糙，纹理密度也有所下降。同时，在40V条件下制备的羟基磷灰石涂层颗粒分布均匀，且晶粒大小约为150nm左右，表面结晶性良好。而在60V条件下制备的羟基磷灰石涂层颗粒分布不均匀，晶粒大小变大且分布范围更广，表面结晶性变差。
进一步采用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析不同条件下制备的羟基磷灰石涂层的成分和结构性质。结果表明，40V条件下制备的羟基磷灰石涂层中主要成分为HA晶体，且结晶度较高。而60V条件下制备的涂层中杂质相含量明显增多，结晶度下降且晶格畸变更加明显。同时，FTIR分析表明，40V条件下制备的羟基磷灰石涂层中主要含有PO4^3-和OH-等基团，且基团结合较强；而60V条件下制备的涂层中，这些基团的结合程度明显减弱，表明其结晶性和匹配性较差。
综上所述，本研究结果表明，在水热电化学制备羟基磷灰石涂层过程中，阳极氧化电压对涂层质量的影响显著。在40V条件下制备的涂层表现出较好的结晶度和表面结构性，具有更优异的生物相容性和生物活性。因此，选择适当的阳极氧化电压是制备高质量HA涂层的重要因素。
