チタン基板上のヒドロキシアパタイトコーティング用のプラズマスプレー化ヒドロキシアパタイト+チタニア複合結合コート

チタンの2層ヒドロキシアパタイト（HA）/HA+TIO（2）結合コート複合コーティング（HTHコーティング）は、プラズマ散布によって製造されました。HA+TIO（2）ボンドコート（HTBC）は、50 vol％haと50 vol％TiO（2）（HT）で構成されています。走査型電子顕微鏡（SEM）、電子プローブ微量分析（EPMA）、X線回折計（XRD）、透過電子顕微鏡（TEM）を使用して、熱処理前後のHTHコーティングの微細構造特性評価は、それと比較して透過型電子顕微鏡（TEM）を使用して実施しました。HTコーティングと純粋なHAコーティング。結果は、HAとTIO（2）フェーズがHTBC内の交互のパターンで層状に階層化され、HTBCがHAトップコーティング（HATコーティング）およびTI基質によく結合したことを明らかにしました。スプレーされたHTコーティングは、主に結晶HA、ルチルTIO（2）、およびアモルファスCa-P相で構成されています。120分間の650度Cでのスプレー後の熱処理は、非HA相をHAに変換することにより、HAの構造的完全性を効果的に回復します。HTBC内の元素の拡散が存在することがわかったが、Catio（3）などのHAとTio（2）の間には化学生成物は形成されなかったことがわかった。断面形態は、スプレーされたHTBCコーティングのHATコーティング/HTBC界面から、熱処理されたHTHコーティングのHTBC/TI基板界面への比較的緊密な結合にシフトがあることを確認しました。コーティングを水に消す際に、表面の亀裂は、HTBCがHATコーティングの残留応力の減少に対するHTBCのプラスの効果をより明らかに示していることを示しています。また、in situ表面亀裂は、HTHコーティングの表面への応力が繰り返し熱処理に服して安定していることを示唆しています。HTBCの強化と強化は、主にTIO（2）がひび割れを恥ずかしく思う障害、ストレス誘発性微小亀裂、CTEの不一致の減少に起因するチップ近くの応力の減少によるものであると考えられています。HTH複合コーティングでは、HTBCの添加によりTiによるCTEの不一致の減少により、Ti（2）ホブノビングを介してTi（2）ホブノビングを介してTi基板に適切に結合することにより、HATコーティングが強化されます。

A two-layer hydroxyapatite (HA)/HA+TiO(2) bond coat composite coating (HTH coating) on titanium was fabricated by plasma spraying. The HA+TiO(2) bond coat (HTBC) consists of 50 vol% HA and 50 vol% TiO(2) (HT). The microstructural characterization of the HTH coatings before and after heat treatment was conducted by using scanning electron microscopy (SEM), electron probe microanalyser (EPMA), X-ray diffractometer (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), in comparison with that of HT coating and pure HA coating. The results revealed that HA and TiO(2) phases layered in an alternating pattern within the HTBC, and the HTBC bonded well to HA top coating (HAT coating) and Ti substrate. The as-sprayed HT coating consists mainly of crystalline HA, rutile TiO(2) and amorphous Ca-P phase. The post-spray heat treatment at 650 degrees C for 120 min effectively restores the structural integrity of HA by transforming non-HA phases into HA. It was found that there exists interdiffusion of the elements within the HTBC, but no chemical product between HA and TiO(2), such as CaTiO(3) was formed. The cross-sectional morphologies confirmed that there is a shift towards a relatively tighter bonding from the HAT coating/HTBC interface in the as-sprayed HTH coating to the HTBC/Ti substrate interface in the heat-treated HTH coating. On quenching the coatings into water, the surface cracking indicates more apparently the positive effect of the HTBC on the decrease of residual stress in HAT coating. The in situ surface cracking also suggests that the stress on the surface of the HTH coating is stable under subjection to a repetitious heat treatment. The toughening and strengthening of HTBC is thought to be mainly due to TiO(2) as obstacles embarrassing cracking, the reduction of the near-tip stresses resulting from stress-induced microcracking and the decrease of CTE mismatch. In the HTH composite coating, the HAT coating is toughened by the decreased CTE mismatch with Ti through the addition of HTBC, which bonds well to the Ti substrate via its TiO(2) hobnobbing with the Ti oxides formed on Ti substrate.