为了延长磷酸反应槽内搅拌桨叶片的服役寿命, 采用激光熔覆技术在904L不锈钢表面制备出Y203/Al2O3/904L复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、金相显微镜、显微硬度计及电化学工作站对涂层相结构、显微组织、硬度及耐蚀性进行检测。实验结果表明, 激光熔覆过程中大量的Al2O3在涂层表面聚集。复合涂层主要由单一的面心立方(FCC)相组成。复合涂层与基材良好冶金结合, 其组织由底部到顶部依次为平面晶→胞状晶→柱状树枝晶→等轴晶。复合涂层的硬度为250 HV左右, 与基材相比, 大约提高了35%。复合涂层的自腐蚀电位较基材更“正”, 自腐蚀电流密度较基材更小, 耐腐蚀性能良好。

采用宽带激光熔覆技术, 梯度设计的思想和碱液环境中电极化后的处理方法来改善涂层表面形貌和提高涂层生物活性、细胞相容性, 制备了一种梯度生物活性陶瓷涂层。利用SEM分析手段对涂层表面形貌进行研究;通过模拟体液(SBF)浸泡实验考察涂层活性;采用人成骨细胞与涂层材料共培养的方式, 验证了细胞在涂层表面的增殖和定向分化能力。结果表明, 激光制备+电极化处理涂层表面形貌是典型的羟基磷灰石(HA)结构;激光制备+电极化处理涂层表面生成的HA＋β-TCP相更多, 生物活性更好;激光制备＋电极化处理涂层表面细胞的增殖和定向分化能力更好。

采用宽带激光熔覆技术,梯度设计的思想,添加不同含量稀土氧化物Nd2O3来提高复合涂层生物活性的方法,在TC4钛合金表面制备了含HA+β-TCP的稀土梯度生物活性陶瓷涂层.使用MG63人成骨细胞与Nd2O3活性梯度涂层体外共培养,用MTT法测定成骨细胞碱性磷酸酶含量和通过SEM观察MG63细胞在活性涂层表面上的伪足生长情况.结果表明:稀土梯度生物活性陶瓷涂层碱性磷酸酶(ALP)的表达量均高于TC4合金和未加入Nd2O3的陶瓷涂层,成骨活性较好;成骨细胞向骨细胞分化能力是逐渐增强的;成骨活性与不同含量的Nd2O3合成的HA+β-TCP的数量密切相关,当Nd2O3的添加量为0.6wt.%时,具有最佳的成骨性能;生物活性复合涂层不仅能引起细胞的粘附生长,更重要的是能够促进细胞的定向分化,且统计学分析表明ALP含量具有明显的显著性.稀土活性梯度陶瓷涂层材料表面细胞伪足生长更旺盛,具有更好的生物相容性.

采用宽带激光熔覆技术，通过加入不同含量的稀土氧化物Nd2O3来提高激光熔覆生物陶瓷涂层的生物活性，在TC4钛合金表面制备了含HA+β-TCP的稀土活性梯度陶瓷涂层。使用体外人成骨细胞MG63与Nd2O3稀土活性梯度陶瓷材料共培养，用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色(MTT)法分析细胞增殖情况和通过SEM观察MG63细胞在稀土活性梯度陶瓷涂层材料上的粘附、生长情况。结果表明： Nd2O3稀土活性梯度陶瓷表面的细胞生长旺盛、细胞形态正常，活性涂层细胞相容性良好;涂层表面的HA+β-TCP钙磷基活性陶瓷相数量影响着成骨细胞的增殖，含有Nd2O3的生物陶瓷涂层比TC4钛合金的细胞相容行好，且含有w(Nd2O3)＝0.4%、w(Nd2O3)＝0.6%的生物陶瓷涂层表面成骨细胞繁殖最快;稀土活性梯度陶瓷材料不仅能够引起细胞的粘附生长，更重要的是要能够促进成骨细胞的定向分化。