图4，结果表明腐蚀电位提高了70mV，腐蚀电流密度提高了两个数量级，说明涂层能够有效减缓基体的腐蚀速率。
[0023]实施例2
一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，包括以下步骤:
(I)基底材料的预处理:将待处理的Mg-Zn-Y-Nd合金切割为25mm X 1mmX 4mm的矩形块，以其为基底材料，用100#、200#、400#、600#和800#金相砂纸依次对其表面进行机械打磨，在体积比为1:1无水乙醇/丙酮混合溶液中进行超声(频率40kHz )清洗1min以除去表面污渍，取出后自然风干；
(2 )配置电解液:将Ca (NO3) 2、Zn (H2PO4) 2.2H20、NaH2PO4和NaNO3溶于水制得电解液，且电解液中各组分浓度为:无水 Ca(NO3)2 30mmol/L、Zn(H2P04)2.2H20 0.8mmol/L、NaH2P0415mmol/L、NaN03 0.lmol/L；
(3)以经步骤(I)处理好的镁合金基底材料为阴极，石墨片作为阳极，待电解液加热至90°C恒温时，将阴极与阳极同时完全浸入步骤(2)的电解液中，二者放置位置相互平行且间距为3cm;
(4)使用单向脉冲电沉积法电沉积，脉冲频率1Hz，峰值电流1mA/cm2，占空比10%，沉积时间30min;
(5)沉积结束后取出试样，去离子水冲洗后在空气中干燥即可获得一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层。
[0024]实施例3
一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，包括以下步骤:
(I)基底材料的预处理:将待处理的AZ31合金切割为25mmX 1mmX4mm的矩形块，以其为基底材料，用100#、200#、400#、600#和800#金相砂纸依次对其表面进行机械打磨，在体积比为1:1无水乙醇/丙酮混合溶液中进行超声(频率40kHz)清洗1min以除去表面污渍，取出后自然风干；
(2 )配置电解液:将Ca (NO3)2-4H20 ,Zn(NO3)2-6H2O、NaH2PO4和NaNO3溶于水制得电解液，且电解液中各组分浓度为:Ca(NO3)2.4Η20 50mmol/L、Zn(N03)2.6H20 8mmoI/L^NaH2PO427mmol/L、NaN03 0.5mol/L。
[0025](3)以经步骤(I)处理好的镁合金基底材料为阴极，石墨片作为阳极，待电解液加热至75°C恒温时，将阴极与阳极同时完全浸入步骤(2)的电解液中，二者放置位置相互平行且间距为4cm;
(4)使用恒电流电沉积法电沉积，电流密度0.5mA/cm2，沉积时间60min;
(5)沉积结束后取出试样，去离子水冲洗后在空气中干燥即可获得一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层。
[0026]实施例4
一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，包括以下步骤:
(I)基底材料的预处理:将待处理的高纯镁切割为25mmX 1mmX 4mm的矩形块，以其为基底材料，用100#、200#、400#、600#和800#金相砂纸依次对其表面进行机械打磨，在体积比为1:1无水乙醇/丙酮混合溶液中进行超声(频率40kHz)清洗1min以除去表面污渍，取出后自然风干；
(2 )配置电解液:将Ca (NO3) 2.4H20 ,Zn(NO3)2-6H20和NH4H2PO4溶于水制得电解液，且电解液中各组分浓度为:Ca(NO3)2.4Η20 34mmol/L、Zn(N03)2.6H20 lmmol/L、NH4H2P04 35mmol/L；
(3)以经步骤(I)处理好的镁合金基底材料为阴极，石墨片作为阳极，待电解液加热至60°C恒温时，将阴极与阳极同时完全浸入步骤(2)的电解液中，二者放置位置相互平行且间距为4.5cm;
(4)使用恒电位阴极电沉积法进行电沉积，电压为-3V，沉积时间45min;
(5)沉积结束后取出试样，去离子水冲洗后在空气中干燥即可获得一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层。
【主权项】
1.一种提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (I)以纯镁或镁合金作为基体材料，用砂纸打磨、清洗干净，备用； (2 )配制电解液，所述电解液由含Zn2+盐、Ca2+盐、H2POf盐及NaNO3的水溶液组成:电解液中 Zn2+浓度为 0.8~8mmol/L，Ca2+浓度为 30?50mmo 1/L，H2PO4—浓度为 15?35mmo 1/L，NaNO3 浓度为O?0.5mol/L； (3)以经步骤(I)处理好的纯镁或镁合金基体材料为阴极，石墨片为阳极，待电解液加热至60-90°C恒温时，将阴极与阳极同时完全浸入步骤(2)的电解液中，阳极与阴极之间距离为3?5cm; (4 )使用电化学沉积方法进行涂层制备，沉积时间为20-60min。2.如权利要求1所述的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，含Zn2+盐为Ζη(Ν03)2.6Η20、Ζη(Η2Ρ04)2.2Η20中的一种或其组合。3.如权利要求1所述的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，含Ca2+盐为无水Ca(N03)2、Ca(N03)2.4H20中的一种或其组合。4.如权利要求1所述的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，含H2POf盐为NH4H2P04、NaH2P04中的一种或其组合。5.如权利要求1所述的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于:步骤(4)中，电化学沉积方法指恒电位阴极沉积法、恒电流沉积法、单向脉冲电沉积法或双向脉冲电沉积法。6.如权利要求1?5任一所述的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层的制备方法，其特征在于:所述镁合金为Mg-Zn系或Mg-Al系合金。7.利用权利要求6所述的制备方法制得的提高医用镁及镁合金耐蚀性和生物相容性的涂层。
【专利摘要】本发明提供了一种能够提高医用镁及镁合金表面耐蚀性和生物相容性的涂层及其制备方法。本发明以含Zn2+盐、Ca2+盐、H2PO4-盐及NaNO3的水溶液组成电解液。利用此电解液，通过电化学沉积法在镁及镁合金表面制备出一种覆盖良好的含锌钙磷盐涂层。本发明所述的涂层属于非化学计量的CaZn2(PO4)2?2H2O涂层，其突出优势在于改善镁基体耐蚀性的同时能够实现降解，涂层的存在并不会改变基体的可降解性。同时，在涂层降解过程中会释放Zn2+，能够促进成骨细胞的分化并抑制破骨细胞的活性，使得基体的生物相容性也得到了提升。因此，此涂层应用于镁合金骨植入医疗器械的前景良好。
【IPC分类】C25D9/12
【公开号】CN105603484
【申请号】CN201610001969
【发明人】关绍康, 梅迪, 冯雅珊, 朱世杰, 王俊, 王利国, 王艳华
【申请人】郑州大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月5日