Nghiên cứu mạ Hydroxylapatit (HA) trên nền titan

Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ******************** TRẦN THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU MẠ HYDROXYLAPATIT (HA) TRÊN NỀN TITAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học vơ HÀ NỘI - 2013 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ******************** TRẦN THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU MẠ YDROXYLAPATIT (HA) TRÊN NỀN TITAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học vơ Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN NGỌC PHONG HÀ NỘI - 2013 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa2 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin dành lời cảm ơn trân trọng sâu sắc gửi tới TS Nguyễn Ngọc Phong- người thầy tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em suốt trình thực tập Viện khoa học vật liệu Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới anh chị cơng tác phòng Ăn mòn Bảo vệ kim loại - Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em trình nghiên cứu hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Hóa học trường ĐHSP Hà Nội 2, bạn sinh viên nhóm tạo điều kiện giúp đỡ để em hồn thành tốt khóa luận Trong q trình nghiên cứu đề tài bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khóa luận em khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong góp ý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2013 Sinh viên TRẦN THỊ HƯƠNG Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa3 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SEM Scanning Electron Microscopy (Hiển vi điện tử quét) XRD X-ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) SCE Saturated Calomel Electrode EDX Energy-dispersive X-ray spectroscopy Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa4 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 : Hóa chất, thành phần bể mạ 22 Bảng 1.2: Thơng số điện hóa điều kiện xử lí bề mặt 38 Bảng 1.3: Thơng số điện hóa theo thể tích H2O2 39 Bảng 1.4: Thơng số điện hóa thay đổi pH 40 Bảng 1.5: Thơng số điện hóa thay đổi nhiệt độ 41 Bảng 1.6: Thơng số điện hóa thay đổi thời gian mạ 42 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa5 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Sơ đồ mạ điện Hình 2: Hình ảnh SEM HA 10 Hình 3: Ứng dụng HA cho cấy ghép xương 10 Hình Ứng dụng lớp phủ HA lên Ti cấy ghép thay hông người 12 Hình 5: Sơ đồ trình phủ plasma 13 Hình Sơ đồ tổng hợp Hydroxyapatite (HA) phương pháp Sol – Gel 14 Hình Sơ đồ mơ tả q trình kết tủa phương pháp điện di 15 Hình 8: Sơ đồ phương pháp điện hóa 16 Hình 9.Thiết bị SEM phân tích EDX 23 Hình 10 Sơ đồ thiết bị đo điện hóa 23 Hình 11 Thiết bị cân điện tử 24 Hình 12 Đường cong phân cực catot với tốc độ quét 0,5 mV/s 26 Hình 13 Đường cong phân cực catot với tốc độ quét 0,5 mV/s 27 Hình 14a: Ảnh bề mặt mẫu trước mạ 28 Hình 14b: Ảnh bề mặt mẫu sau mạ pH=4 28 Hình 14c: Ảnh bề mặt mẫu sau mạ với pH=4,4 28 Hình 15 Phổ phân tích EDX 30 Hình 16 Ảnh bề mặt mẫu sau mạ a- pH=4; 4,4; từ trái sang phải; 30 b,c,d- ảnh SEM với độ phóng đại 5000 lần mẫu tương ứng với pH=4;4,4; 30 Hình 17a- Ảnh bề mặt mẫu mạ tương ứng với thể tích H2O2 0ml /l , 5ml/l, 10ml/l, 20ml/l, H2O2 theo chiều từ trái sang phải.b,c,d,e- Ảnh SEM tương ứng với mẫu thể tích H2O2 0ml /l , 5ml/l, 10ml/l, 20ml/l, H2O2 33 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa6 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 18a- Ảnh bề mặt mẫu sau mạ pH=4,4, 15, 30, 60, 90 phút từ trái sang phải; b,c,d,e,- Ảnh SEM tương ứng với mẫu mạ pH=4,4, thời gian mạ 15, 30, 60, 90 phút 33 Hình 19a- Ảnh bề mặt mẫu sau mạ tương ứng 450C; 550C; 600C từ trái sang phải; b,c,d- ảnh SEM tương ứng 450C; 550C; 600C 34 Hình 20 Chiều dày lớp ngâm xử lí H2SO4 0%, 25%, 50%, 75%, 97% trước đem mạ 35 Hình 21 Chiều dày lớp mạ theo thể tích H2O 35 Hình 22 Chiều dày lớp mạ theo thời gian mạ pH dung dịch 36 Hình 23 Chiều dày lớp mạ theo thời gian mạ nhiệt độ dung dịch 37 Hình 24 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer 38 Hình 25 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer 39 Hình 26 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer 40 Hình 27 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer 41 Hình 28 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer 42 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa7 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1 Cơ sở lí thuyết mạ điện 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Sự tạo thành lớp mạ 1.1.3 Bản chất yêu cầu lớp mạ 1.1.4 Quá trình điện kết tủa kim loại 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc lớp mạ 1.2.1 Ảnh hưởng chất điện giải 1.2.2 Ảnh hưởng chế độ điện phân đến cấu trúc lớp mạ 1.2.3 Ảnh hưởng trạng thái bề mặt kim loại lớp mạ 1.3 Các thông số đánh giá chất lượng lớp mạ 1.3.1 Độ dày độ đồng lớp mạ 1.3.2 Khả chống ăn mòn lớp mạ 1.3.3 Độ bám lớp mạ 1.4 Sơ lược Hydroxyapatit (HA) ứng dụng 10 1.5 Một số phương pháp phủ HA 12 1.5.1 Phương pháp plasma 13 1.5.2 Phương pháp sol-gel 13 1.5.3 Phương pháp điện di 14 1.5.4 Phương pháp điện hóa 15 1.6 Tình hình nghiên cứu lớp phủ HA giới Việt Nam 17 1.6.1 Tình hình nghiên cứu lớp phủ HA giới 17 1.6.2 Tình hình nghiên cứu lớp phủ HA Việt Nam 20 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 22 2.1 Hóa chất, thành phần bể mạ 22 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa8 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Các bước tiến hành 22 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1 Hiển vi điện tử quét (SEM) EDX 23 3.2 Phương pháp đo điện hóa 23 3.2.1 Phương pháp phân cực cato 23 3.2.2 Phương pháp đo tafel 24 3.3 Phương pháp trọng lượng 24 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Khảo sát ảnh hưởng thông số mạ điện đến trình kết tủa HA 26 4.1.1.Ảnh hưởng pH đến trình kết tủa HA 26 4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng H2O2 27 4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất lớp mạ 28 4.2.1 Ảnh hưởng điều kiện xử lí bề mặt đến hình thái học bề mặt 28 4.2.2.Ảnh hưởng thông số mạ điện đến hình thái học bề mặt thành phần hóa học lớp phủ HA 29 4.2.3 Ảnh hưởng điều kiện xử lí bề mặt đến chiều dày lớp mạ 34 4.2.4.Ảnh hưởng thông số mạ điện đến chiều dày lớp mạ 35 4.2.5 Ảnh hưởng điều kiện xử lí bề mặt đến tính chất điện hóa lớp phủ HA 37 4.2.6 Ảnh hưởng thơng số mạ điện đến tính chất điện hóa lớp phủ HA 38 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page of 103 K35C - Hóa9 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 10 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Việc nghiên cứu chế tạo vật liệu với tính chất đặc biệt để đáp ứng tốt yêu cầu sử dụng vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm Trong năm gần vật liệu y sinh hướng nhiều nhà khoa học nghiên cứu Hydroxyapatit (HA) vật liệu có hoạt tính sinh học Nó có thành phần tương tự thành phần khoáng xương, hỗ trợ mọc xương sử dụng ứng dụng chỉnh hình, nha khoa Titan hợp kim dùng cấy ghép chỉnh hình khả chống ăn mòn tính chất học tuyệt vời, khả tương tác sinh học Tuy nhiên, vật liệu lại thiếu khả liên kết hóa học với xương, tức thiếu hoạt tính sinh học “bioactivity” Do đó, gần HA nghiên cứu phủ lên kim loại Titan hợp kim để cung cấp điều kiện cần thiết cho việc đẩy mạnh liên kết với mơ thể ngăn chặn việc giải phóng ion kim loại từ hợp kim gây kích ứng chỗ mô xung quanh mô cấy ghép Hydroxyapatite sử dụng hình thức bột, khối, lớp phủ hạt xốp để điền vào khuyết tật xương Có nhiều phương pháp để chế tạo lớp phủ HA phương pháp mạ điện phương pháp đơn giản, dễ thực rẻ tiền mà cho lớp phủ với độ đồng cao Hiện Việt Nam, việc nghiên cứu sử dụng vật liệu HA cho mục đích y sinh nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, việc chế tạo lớp phủ HA Ti phương pháp điện hóa chưa nghiên cứu Đây vấn đề có khả ứng dụng thực tế, nên cần tập trung lực lượng nghiên cứu để triển khai áp dụng Vì vậy, chúng tơi tiến hành đề tài : “Nghiên cứu mạ Hydroxyapatit (HA) Titan” Trần Thị Hương Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 10 of 103 K35C - Hóa1 Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 42 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp a b - 15 phút c - 30 phút d - 60 phút e - 90 phút Ca/P 1.46 1.53 1.6 1.61 Hình 18a- Ảnh bề mặt mẫu sau mạ pH=4,4, 15, 30, 60, 90 phút từ trái sang phải; b,c,d,e,- Ảnh SEM tương ứng với mẫu mạ pH=4,4, thời gian mạ 15, 30, 60, 90 phút Từ hình ảnh bề mặt mẫu hình cho thấy thời gian mạ tăng lên lớp mạ dày lên, kết tinh dạng hình Tuy nhiên, kéo dài thời gian mạ đến 90 phút lớp mạ nhận dày sần sùi, kết tủa dạng búi, độ bám dính khơng tốt Tỉ lệ Ca/P tăng theo thời gian mạ Nhận thấy điều kiện mật độ dòng, pH, nhiệt độ, thể tích H2O2 thời gian mạ 30 phút cho lớp mạ mịn, đồng đều, bám chắc, độ che phủ bề mặt tốt d) Ảnh hưởng nhiệt độ Các mẫu mạ tiến hành điều kiện: pH=4,4; thời gian mạ 30 phút, mật độ dòng 0,5 mA/cm2, thể tích H2O2 10 ml/l, nhiệt độ thay đổi từ 45-600C Trần Thị Hương 33 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 42 of 103 33 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 43 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp a b- 450C c - 550C d-600C Ca/P 1.49 1.53 1.48 Hình 19a- Ảnh bề mặt mẫu sau mạ tương ứng 450C; 550C; 600C từ trái sang phải; b,c,d- ảnh SEM tương ứng 450C; 550C; 600C Nhìn chung với khoảng nhiệt độ từ 45 – 600C, lớp mạ nhận mịn, đồng đều, bám độ che phủ bề mặt tốt 4.2.3 Ảnh hưởng điều kiện xử lí bề mặt đến chiều dày lớp mạ Trước mạ mẫu tiến hành xử lí HF (H2SO4 0%), sau tiếp tục xử lí H2SO4 25%; 50%; 75%; 97% 600C 30 phút Tiến hành mạ với điều kiện: pH=4,4; thời gian mạ 60 phút, mật độ dòng 0,5 mA/cm2, nhiệt độ 550C, thể tích H2O2 10ml/l Trần Thị Hương 34 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 43 of 103 34 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 44 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Chiều dày (mm) 0% 25% 50% 75% 97% Nồng độ H2SO4 (%) Hình 20 Chiều dày lớp ngâm xử lí H2SO4 0%, 25%, 50%, 75%, 97% trước đem mạ Từ kết hình 20 cho thấy lớp mạ nhận tương ứng với điều kiện xử lí bề mặt ban đầu H2SO4 0%, 25%; 50%; 97% có chiều dày tương đối cao, xử lí HF (H2SO4 0%) có chiều dày xấp xỉ 4µm Với chế độ xử lí 75% cho lớp mạ mỏng khoảng 2,3 µm 4.2.4.Ảnh hưởng thơng số mạ điện đến chiều dày lớp mạ a) Ảnh hưởng H2O2 đến chiều dày lớp mạ HA Để nghiên cứu ảnh hưởng H2O2 đến chiều dày lớp mạ tiến hành mạ ở: pH=4,4; nhiệt độ 550C; mật độ dòng 0,5 mA/cm2, thời gian mạ 30 phút, thể tích H2O2 thay đổi từ - 20 ml/l Chiều dày (mm) 2.5 1.5 0.5 0 10 20 V H2O2 (ml/l) Hình 21 Chiều dày lớp mạ theo thể tích H2O Trần Thị Hương 35 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 44 of 103 35 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 45 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ kết hình 21 cho thấy điều kiện pH, nhiệt độ, thời gian mạ, mật độ dòng với thể tích H2O2 khoảng từ - 10 ml/l chiều dày lớp mạ tăng tăng thể tích H2O2 đạt khoảng 2,21µm - 2,38µm Tuy nhiên,với 20 ml/l H2O2 dung dịch mạ chiều lớp mạ đạt giảm Như giải thích phần với 20ml/l dung dịch mạ, lớp HA thu có độ bám dính kém, độ che phủ bề mặt tồi, chiều dày lớp phủ giảm Nhận thấy điều kiện thời gian mạ, mật độ dòng, nhiệt độ, pH với có mặt H2O2 10ml/l cho lớp mạ mịn, đồng đều, bám chắc, độ che phủ bề mặt tốt b) Ảnh hưởng thời gian mạ pH đến chiều dày lớp mạ HA Để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian mạ pH đến chiều dày lớp mạ tiến hành mạ với điều kiện: thể tích H2O2 10 ml/l, nhiệt độ 550C; mật độ dòng 0,5mA/cm2; thời gian mạ 15- 90 phút, pH thay đổi từ - Hình 22 Chiều dày lớp mạ theo thời gian mạ pH dung dịch Nhìn chung, khoảng thời gian mạ từ 15 - 90 phút chiều dày lớp mạ nhận tăng theo thời gian mạ pH khác Chiều dày lớn đạt 5,75µm Với điều kiện nhiệt độ, mật độ dòng, thể tích H 2O2 thời gian mạ pH=4,4 cho lớp mạ đạt chiều dày lớn Trần Thị Hương 36 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 45 of 103 36 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 46 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp c) Ảnh hưởng thời gian mạ nhiệt độ dung dịch đến chiều dày lớp HA Để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian mạ nhiệt độ đến chiều dày lớp mạ tiến hành mạ với pH=4,4; thể tích H2O2 10ml/l; mật độ dòng 0,5mA/cm2; thời gian mạ 15- 90 phút; nhiệt độ thay đổi từ 45 - 600C Chiều dày (mm) 45 55 60 15 30 45 60 75 90 Thời gian (phút) Hình 23 Chiều dày lớp mạ theo thời gian mạ nhiệt độ dung dịch Với điều kiện pH, mật độ dòng, thể tích H2O2 thời gian mạ nhiệt độ 550C cho lớp mạ dày tăng tuyến tính theo thời gian mạ 4.2.5 Ảnh hưởng điều kiện xử lí bề mặt đến tính chất điện hóa lớp phủ HA Các mẫu mạ pH=4,4; thời gian mạ 60 phút, nhiệt độ 55 0C; thể tích H2O2 10ml/l với chế độ xử lí bề mặt mẫu trước mạ: mẫu tiến hành xử lí HF (H2SO4 0%), sau tiếp tục xử lí H2SO4 25%; 50%; 75%; 97% 600C 30 phút Trần Thị Hương 37 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 46 of 103 37 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 47 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 24 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer Bảng 1.2: Thơng số điện hóa điều kiện xử lí bề mặt STT Nồng độ H2SO4(%) E ăn mòn (mV) i ăn mòn (µA/cm2) -427,6 0,99 25 -457,2 1,18 50 -488,3 1,33 75 -479,2 1,68 97 -452,2 1,52 Từ đường cong phân cực anot, cho thấy lớp phủ nhận từ chế độ tẩy dung dịch HF tức H2SO4 (0%), điện dịch chuyển phía dương (-427,6 mV) đồng thời mật dòng ăn mòn nhỏ ( 0,99 µA/cm2) Do vậy, khả chống ăn mòn tốt Trong đó, lớp phủ nhận tương ứng với điều kiện xử lí dung dịch H 2SO4 75% có khả chống ăn mòn 4.2.6 Ảnh hưởng thông số mạ điện đến tính chất điện hóa lớp phủ HA a) Ảnh hưởng H2O2 Đế khảo sát ảnh hưởng H2O2 tiến hành thí nghiệm điều kiện: pH=4,4; thời gian mạ 30 phút, mật độ dòng 0,5 mA/cm2; nhiệt độ 550C tương ứng thể tích H2O2 từ – 10 ml/l Trần Thị Hương 38 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 47 of 103 38 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 48 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 25 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer Bảng 1.3: Thông số điện hóa theo thể tích H2O2 STT Nồng độ H2O2 E ăn mòn (mV) i ăm mòn (µA/ cm2) -411,9 1,73 -430,0 1,56 10 -408,4 0,89 Từ kết thu ta thấy mẫu với thể tích H2O2 10ml/l, cho khả chống ăn mòn tốt b) Ảnh hưởng pH Để nghiên cứu ảnh hưởng pH tiến hành thí nghiệm điều kiện: nhiệt độ 550C, thời gian mạ 30 phút, thể tích H2O2 10ml/l, mật độ dòng 0,5 mA/cm2, pH thay đổi từ - Trần Thị Hương 39 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 48 of 103 39 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 49 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 26 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer Bảng 1.4: Thông số điện hóa thay đổi pH STT pH E ăn mòn (mV) i ăn mòn (µA/cm2) pH=4 -526,2 1,58 pH=4,4 -456 1,47 pH=5 -550,2 1,52 Nhận thấy mẫu pH=4,4, với ăn mòn -456 mV, mật độ dòng ăn mòn nhỏ nhất, khả chống ăn mòn tốt Ở pH khác pH=4, pH=5 cho lớp phủ có độ che phủ bề mặt nên khả chống ăn mòn c) Ảnh hưởng nhiệt độ Để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tiến hành thí nghiệm điều kiện: pH=4,4; thời gian mạ 30 phút; thể tích H2O2 10ml/l; mật độ dòng 0,5mA/cm2, nhiệt độ thay đổi từ 45-650C Trần Thị Hương 40 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 49 of 103 40 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 50 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 27 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer Bảng 1.5: Thơng số điện hóa thay đổi nhiệt độ STT Nhiệt độ E ăn mòn (mV) i ăn mòn (µA/cm2) 450C -550,2 1,66 550C -514,2 1,37 600C -517,0 1,33 650C -450,4 1,33 Trong khoảng nhiệt độ từ 45 – 650C, ăn mòn có xu hướng dịch chuyển phía dương từ -550,2 mV nhiệt độ 450C đến -450,4 mV nhiêt độ 650C đồng thời mật độ dòng ăn mòn nhỏ từ 1,66 µA/cm2 đến 1,33 µA/cm2 d) Ảnh hưởng thời gian mạ Để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian mạ tiến hành thí nghiệm điều kiện: pH=4,4; thể tích H2O2 10ml/l, nhiệt độ 550C; mật độ dòng 0,5 mA/cm2, thời gian mạ từ 15-90 phút Trần Thị Hương 41 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 50 of 103 41 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 51 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 28 Đường cong phân cực anot dung dịch nước muối Ringer Bảng 1.6: Thơng số điện hóa thay đổi thời gian mạ STT Thời gian mạ ( phút) E ăn mòn (mV) i ăn mòn (µA/cm2) 15 -496,3 2,13 30 -456,0 1,52 60 -448,8 1,44 90 -435,0 1,42 Từ kết thu bảng cho thấy khoảng thời gian mạ từ 15 - 90 phút, tăng thời gian mạ lớp phủ thu có khả chống ăn mòn tăng Vì vậy, với thời gian mạ 90 phút lớp phủ cho khả chống ăn mòn tốt Trần Thị Hương 42 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 51 of 103 42 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 52 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN  Đã nghiên cứu chế tạo lớp phủ HA Ti phương pháp mạ điện  Bể mạ thích hợp để tạo lớp phủ HA có thành phần: 0,042M Ca(NO3)2.4H2O, 0,025M (NH4)2HPO4, 10ml/l H2O2 30%  Đã nghiên cứu ảnh hưởng thông số bể mạ pH, nhiệt độ, VH2O2, thời gian mạ đến kết tinh đặc tính lớp phủ HA  Chế độ mạ để lớp phủ HA đạt chất lượng tốt pH=4,4, nhiệt độ 550C, mật độ dòng 0,5 mA/cm2, thời gian mạ 30 phút, thể tích H2O2 10 ml/l  Tinh thể HA nhận phương mạ điện có dạng hình lá, dạng búi kết tụ tùy theo chế độ mạ  Chiều dày đạt cao khoảng 5,75 μm Trần Thị Hương 43 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 52 of 103 43 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 53 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Zhao zhong- wei, Li Hong- gui, Sun Pei- mei, Cheng Xing-yu, Okido Masazumi (2005), Novel electrodeposition process for preparing hydroxyapatite coating on titanium substrate National natural science Foundation of China., ID 06, tr 1367-1373 Jody Redepending, Guhanand Venkataraman, Jun Chen, Nathan Stafford (2003), Electroplating preparation of chitosan/ hydroxyapatite composite coating on titanium substrates Journal of Biomedical Material Research, 66A, tr 411-416 Zhang Yuan, Tao Jie, Pang Ying-chun (2006) at al Electrochemical deposion of Hydroxyapatite coatings on titanium, Science press, Transaction of nonferrous Metals Society of China, vol16, tr 633-637 Wenping Jiang, Jiping Cheng, Dinesh K.Agrawal (2009) at all Improved mechanical properties of Nanocrystaline Hydroxyapatite coating for dental and orthopedic implants Mater.Res Soc.Symp, Proc Material Research Society vol 1140 HH 03-03 E.Kracka- Cydzik, K.Kowalski, I.Glazowska (2006) Electrochemical formation of bioactive surface layer on Titanium, Journal of Achivements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol 18, tr 147-150 Kambiz Fatehi, Fathollah Moztarzadeh,Mehran Solati- Hashjin (2007), Preparatio and characterization of hydroxyapatite coating on Ti-6Al-4V cylinders by combination of alkali- heat treatment and biomimetic method Iranian Journal of biotechnology Vol No 1, tr 19-24 S.Kanan, A.Balamuragan and S.Rajeswati (2002), Development of Calcium phosphate coating on type 316 L SS and their in vitro response, Trends Biomater Artif Organs Vol 16(1), tr 8-11 Trần Thị Hương 44 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 53 of 103 44 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 54 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Y.C Tsui, C.Doyle, T.W.Clyne (1998), Plasma spayed hydroxyapatite coating on Titanium substrates Biomaterial vol 19, tr 2031-2043 Mohd, S.M,Abd, MZ (2010) at al, Plasma sprayed hydroxyapatite coating: influence of spraying powder on microstructure AIP conference proceeding vol 1217, tr 539-545 10 L.sun, CC Berndt, K.A Gross, and A.Kucuk (2001), Suspension plasma sprayed Titanium oxide and Hyroxyapatite J.biomed Mater Res Biomaters, vol 58, tr 570-592 11 B.R Marple, M.M.Hyland, Y.C Lau (2009), proceeding of the international Thermal spray conference, tr 156-161 12 Da silva MHP, Lima JHC, Soares GA (2011) at al Transformation of monetite to Hydroxyapatite in bioactive coating on Titanium Surface coating Technology, vol137, tr 270-276 13 Zhao ZW, LiGH, Sun PM,Li YJ (2002) at al New method for electrochemical deposition of bioceramic coatin, Rare Metals and cemented Carbides, vol 30,tr 6-8 14 Manoj Komath, PRajesh, C V muraleedharan, H K Varma, R Reshmi (2011), Formation of hydroxyapatite coating on titanium at 200 C through pulsed laser deposition followed by hydrothermal treatment Bull Mater Sci vol 34, tr 389-399 15 D.Gopi, V.collins Arun Prakash (2011) at al, A facile electrdeposition of hydroxyapatite onto borate passivated surgical grade stainless steel, Elsevier, tr 2328-2334 16 S.Dyshlovenko, L.Pawlowski, I.Smuov (2006), Pulsed laser modification of plasma- sprayed coatings, experimental processing of hydroxyapatite and numerical simulation Surface and coating technology, tr 2248-2255 Trần Thị Hương 45 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 54 of 103 45 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 55 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 17 Cheng- Kuo Lee.Fabrication (2012), Characterization and wear corrosion testing of bioactive hydroxyapatite/nano TiO2 composite coating on anodic Ti-6Al-4V substrate for biomedical application Materials Science and Engineering B, tr 810-818 18 Wu Zhen-Jun, HE Li-ping, Chen Zong Zhang (2006), Fabrication and characterization of hydroxyapatite/ Al2O3 biocomposite coating on titanium, Trans,Nonferrous Met, Soc, China, tr 259-266 19 X.Pang, I Zhitomirsky (2008), Electrodeposition of hydroxyapatitesilver-chitosan nanocomposite coating, Surface & coatings technology 202, tr 3815-3821 20 Y.W.Song, D.Y.Shan, E.H.Han (2008), Electrodeposition of hydroxyapatite coating on AZ91D magnesium alloy for biomaterial application, Material letters 62, tr 3276-3279 21 Đỗ Ngọc Liên (2006), Nghiên cứu qui trình tổng hợp bột chế thử gốm xốp Hydroxyapatit, Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ cấp 21 Đỗ Ngọc Liên, Nguyễn Văn Sinh (2009), “Nghiên cứu chế tạo màng sinh học hydroxyapatit( HA) phương pháp sol-gel môi trường etanol”, tập 47 số 6, tr 725-728 23 Trần Vĩnh Hoàng, Trần Đại Lâm, Nguyễn Ngọc Thịnh (2007), “Tổng hợp đặc trưng hydroxyapatit kích thước nano, tạp chí khoa học công nghệ”, tập 45 số 1B, tr 470-474 24 Trần Vĩnh Hoàng, Nguyễn Thanh Hoàng, Nguyễn Thị Lan Anh,Trần Đại Lâm (2008), “Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ lên kích thước độ tinh thể Hydroxyapatit kích thước nano”, tập 13, số 2, tr 55-60 25 Đào Quốc Hương, Phan Thị Ngọc Bích (2007), “Tổng hợp bột hydroxyapatit kích thước nano phương pháp kết tủa hóa học” , tập 45 số Trần Thị Hương 46 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 55 of 103 46 K35C - Hóa Header Page -Header Page -Header Page - Header Page -Header Page -Header Page 56 of 103 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 26 Vũ Duy Hiến, Đào Quốc Hương, Phan Thị Ngọc Bích, Phùng Thị Kim Thanh (2009), “Nghiên cứu chế tạo Hydroxyapatit dạng khối xốp từ vỏ sò phương pháp phản ứng thủy nhiệt” , tập 47 số 6B, tr 300-3004 27 Trần Minh Hoàng (2005) , Kiểm tra đo đạc mạ điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trần Thị Hương 47 Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page -Footer Page 56 of 103 47 K35C - Hóa ... hóa chưa nghiên cứu Đây vấn đề có khả ứng dụng thực tế, nên cần tập trung lực lượng nghiên cứu để triển khai áp dụng Vì vậy, chúng tơi tiến hành đề tài : Nghiên cứu mạ Hydroxyapatit (HA) Titan ... lượng lớp mạ 1.3.1 Độ dày độ đồng lớp mạ Chiều dày lớp mạ yếu tố quan trọng để định chất lượng lớp mạ Trong q trình mạ lớp mạ thường khơng bề mặt vật mạ điều kiện mạ, tuổi thọ lớp mạ lại định... TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ******************** TRẦN THỊ HƯƠNG NGHIÊN CỨU MẠ YDROXYLAPATIT (HA) TRÊN NỀN TITAN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học vơ Người hướng dẫn khoa