本发明涉及医用材料领域，特别涉及一种用电化学沉积法在钛表面制备ha/ti涂层。
背景技术：
在医用金属钛表面均匀涂覆具有优异生物活性的羟基磷灰石，以改善骨科替代材料的生物性能是当前医学和材料界共同的一个研究热点。金属钛及其合金因具有良好的力学性能是早些年人工骨科材料首选。然而钛是惰性金属，缺乏骨诱导能力，在与人体生理环境接触时，不能与骨形成化学键合，无法促进新骨生长。为此，已有大量的研究试图改善金属钛植入体表面的生物性能。最为行之有效的是在医用钛金属及其合金表面涂覆一层ha。ha是人体骨骼的主要无机组成成分，具有优异的生物活性和骨传导能力。但其脆性大，力学性能差，限制了其单独作为硬组织替代材料的应用，把ha涂到医用钛表面，制得ha/ti复合材料，则可发挥两种材料的综合优势。
但现有技术中用于钛表面制ha涂层一般采用等离子喷涂法制备。该方法工艺温度高，导致大部分的ha分解和相变，严重影响ha涂层的生物性能。并且等离子喷涂法制的ha涂层工艺条件要求严格，所需的设备复杂，成本高。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种操作简单，可控性强，成本低廉的ha/ti涂层。
本发明的目的是这样实现的，一种钙磷盐涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)钛板处理，将纯钛板1200#sic砂纸打磨以去除表面氧化层，然后通过酸性苛蚀液工业处理待用；
b)以步骤a)中的处理过的纯钛板为阴极，以镍片为阳板，采用电化学沉积法制备涂层，电解液为10-4mol/l的cacl2和na2hpo4的混合溶液，其中钙磷的摩尔浓度比为2：1，并将ph值调节为5.5-7.0，在沸煮条件下，进行电化学沉积，然后取出阴极在空气中自然阴干，制得钙磷盐涂层。
本发明的涂层制备过程主要包括如下机理：
2h2o+2e→h2+2oh-(1)
10ca2++6po4-+2oh-→ca10(po4)6(oh)2(2)
其中，第一步的电化学析氢反应是个重要的诱导步聚，为第二步化学沉淀过程提供所必须的oh-，同时，析氢过程还可影响电极表面附近电解液的过饱各程度，从而进一步影响电极表面ha涂层表面形貌和晶粒尺寸。在设定的温度、浓度和ph值条件下，电解液体系处于热力学稳定状态，电化学析氢反应使用阴极/溶液界面溶液的氢氧根离子浓度升高，并达到一定过饱和度，从而可诱发电极表面ha晶体的成核及其在一琮过饱各度下的持续生长。界面oh-的浓度受生成速度和消耗速度的影响，其生成速度严格由电流密度控制，其消耗速度包括结晶消耗和扩散消耗。在所设定的条件下，可认为oh-的生成量、温度及传质条件是一致的，此时界面oh-的累积程度主要由其生成速度控制。因而此时，电流密度是涂层制备的关键因素。在比较小的电流密度下，oh-生成速度较快，界面溶液很快达到较高的过饱各度，促进晶体的大量成核，之后由于已生成晶粒的生长对沉积物种的消耗，成核又受到抵制，到一个相对平衡的条件下，表面出晶粒在一定过饱各度下的持续生长，当电流密继续增加时，过多的oh-累积引起多层生长及涂层板并，可能导至涂层部分脱落现象。因而选择合适的电流密封条件是阴极界面ph值达一个动态平衡相对稳定状态，是制备晶粒尺寸均一，致密均匀的涂层的重要因素。因此，采用本发明的方法在钛板表面制备的钙磷盐涂层，具有良好的择优取向性，在植入生物体内后可具有较好的促进硬组织生长的能力，并且钙磷盐涂层晶粒截面尺寸小，稳定性好，涂层形貌均匀。
作为本发明的一种选方案，所述步骤a)中的酸性苛蚀液为10％的hno3与1％hf溶液的混合液。
作为本发明的一种选方案，所述步骤b)中电化学沉积时电流密度为1.25—1.75ma/cm2之间，沉积时间为100-180min。
具体实施方式
下面以具体实施例详细说明本发明。
一种ha/ti涂层，包括如下步骤：
a)钛板处理，将纯钛板1200#sic砂纸打磨以去除表面氧化层，然后通过酸性苛蚀液处理待用；其中，酸性苛蚀液为10％的hno3与1％hf溶液的混合液。b)以步骤a)中的处理过的纯钛板为阴极，以镍片为阳板，采用电化学沉积法制备涂层，电解液为10-4mol/l的cacl2和na2hpo4的混合溶液，其中钙磷的摩尔浓度比为2：1，并将ph值调节为5.5-7.0，在沸煮条件下进行电化学沉积，电化学沉积时电流密度为1.25—1.75ma/cm2之间，沉积时间为100-180min。，然后取出阴极在空气中自然阴干，制得钙磷盐涂层。
本发明的涂层制备过程主要包括如下机理：
2h2o+2e→h2+2oh-(1)
10ca2++6po4-+2oh-→ca10(po4)6(oh)2(2)
其中，第一步的电化学析氢反应是个重要的诱导步聚，为第二步化学沉淀过程提供所必须的oh-，同时，析氢过程还可影响电极表面附近电解液的过饱各程度，从而进一步影响电极表面ha涂层表面形貌和晶粒尺寸。在设定的温度、浓度和ph值条件下，电解液体系处于热力学稳定状态，电化学析氢反应使用阴极/溶液界面溶液的氢氧根离子浓度升高，并达到一定过饱和度，从而可诱发电极表面ha晶体的成核及其在一琮过饱各度下的持续生长。界面oh-的浓度受生成速度和消耗速度的影响，其生成速度严格由电流密度控制，其消耗速度包括结晶消耗和扩散消耗。在所设定的条件下，可认为oh-的生成量、温度及传质条件是一致的，此时界面oh-的累积程度主要由其生成速度控制。因而此时，电流密度是涂层制备的关键因素。在比较小的电流密度下，oh-生成速度较快，界面溶液很快达到较高的过饱各度，促进晶体的大量成核，之后由于已生成晶粒的生长对沉积物种的消耗，成核又受到抵制，到一个相对平衡的条件下，表面出晶粒在一定过饱各度下的持续生长，当电流密继续增加时，过多的oh-累积引起多层生长及涂层板并，可能导至涂层部分脱落现象。因而选择合适的电流密封条件是阴极界面ph值达一个动态平衡相对稳定状态，是制备晶粒尺寸均一，致密均匀的涂层的重要因素。因此，采用本发明的方法在钛板表面制备的钙磷盐涂层，具有良好的择优取向性，在植入生物体内后可具有较好的促进硬组织生长的能力，并且钙磷盐涂层晶粒截面尺寸小，稳定性好，涂层形貌均匀。