基于压缩疲劳行为的hap涂层多孔泡沫钛在模拟体液中的损伤评估( Damage evaluation of HAp-coated porous titanium foam in simulated body fluid based on compression fatigue behavior )

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虽然纯钛是无毒的，但当使用钛合金时，合金元素可能会释放到周围组织中，从而引起细胞毒性。因此，本研究对羟基磷灰石(HAp)包覆的多孔钛构件在模拟体液(SBF)中受循环压缩的损伤进行了评估。采用电泳法在多孔Ti表面沉积HAp涂层，在多孔Ti表面观察到致密均匀的涂层形貌。为了确定HAp涂层的原位损伤类型，在压缩疲劳加载试验过程中同时进行声发射(AE)测量和微观观察，以检测特定的破坏模式。压缩试验表明,HAp涂层与多孔钛的界面强度高于多孔体的屈服强度（7-9 MPa）。声发射信号仅在多孔钛的塑性变形阶段检测到，表明它们是由于多孔体中的塑性变形/断裂而产生的。压缩疲劳试验表明，在空气中施加的最大应力在多孔钛的弹性极限范围内时，涂层没有发生明显的损伤。与此相反,在SBF中所有应力水平下,HAp涂层在循环加载的初始阶段均表现出分层,而涂层多孔基底的疲劳极限（2 MPa）不受SBF介质的影响。虽然SBF中的HAp涂层在疲劳加载的早期就发生了分层，但非晶磷酸钙层通过SBF的再析出部分得以恢复。利用峰值电压和频率可以识别多孔Ti中HAp涂层分层或断裂的声发射信号。由于微观观察仅限于多孔体的某些部分，声发射信号根据破坏类型进行聚类。将聚类声发射信号与多孔钛的疲劳行为成功地关联起来。腐蚀疲劳是SBF中多孔Ti表面HAp涂层分层的主要机制。

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