羟基磷灰石(HAP)是一种典型的生物活性材料，已在骨外科、牙科临床等方面得到了广泛的应用。由于HAP比表面积大，吸附能力强，HAP在药物递送、污水处理等领域也得到了广泛应用。磁性纳米颗粒具有良好的电磁性能、可回收性和电磁制热性能，已受到越来越多的关注。近年来，为了结合以上两种材料的优点，将磁性材料与羟基磷灰石相结合是上述领域研究应用的重点方向。此前，有综述报道过关于磁性羟基磷灰石复合材料的制备研究，但重点关注于与其他材料的复合，缺乏针对磁性羟基磷灰石制备方法的系统总结。本文以掺杂和包覆两种将磁性引入羟基磷灰石的方式为出发点，系统总结了磁性羟基磷灰石的经典制备方法及其优缺点，并讨论了其相关应用，特别是论述了进一步研究拓展的关键问题以及今后的研究趋势，以期为磁性羟基磷灰石的深入拓展提供参考。

本文研究了甘氨酸(Gly)和氧化石墨烯(GO)复合改性羟基磷灰石(Gly/GO/HA)，以及天冬氨酸(Asp)和GO复合改性羟基磷灰石(Asp/GO/HA)对酸蚀人牙釉质(HE)体外再矿化的影响。通过CCK-8法测定不同复合材料的细胞毒性，通过场发射扫描电镜、EDX能谱分析、X射线衍射和显微硬度测试，对再矿化前/后HE表面及剖面形貌、表面元素组成、表面成分结构和表面力学性能进行表征。结果表明: Gly/GO/HA和Asp/GO/HA均有良好的安全性和生物相容性，且均能使酸蚀HE得到一定的修复，其中Gly/GO/HA对酸蚀HE表面和深层脱矿的修复效果优于Asp/GO/HA。

考察不含氧化石墨烯(GO)的羟基磷灰石(HAP)和含GO质量分数为0.1%的氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料(GO/HAP)对酸蚀牛牙釉质体外再矿化的影响。通 过场发射扫描电镜、EDX能谱、X射线衍射仪和维氏显微硬度测试仪, 对再矿化前/后牛牙釉质表面和剖面形貌、表面元素、晶体结构和力学性能进行表征。结 果表明: GO/HAP复合材料在酸蚀牙釉质表面生成了结合力较弱的花状晶体, 将这些晶体超声剥离后发现脱矿釉质表面和釉柱间隙均得到良好的修复。剖面形貌 分析显示, GO/HAP复合材料使釉质深层脱矿得到良好修复, 促进了牙釉质棱晶间大量微小晶粒的生成, 以及脱矿釉柱间隙中有序排列晶体的生成。同时, 经 GO/HAP处理后, 酸蚀牙釉质表面的Ca/P摩尔比和晶体成分均得到良好的恢复。

采用超声波辅助分散法在云母钛珠光颜料表面原位生成镨掺杂的钛酸钙, 制备一种具有荧光效果的珠光颜料。分别采用荧光分光光度计、激光粒度分析仪、X射线衍射仪、冷场扫描电子显微镜和全自动色差计对所制备的样品进行表征。结果表明: 在包覆率为5.3%、煅烧温度为900 ℃、煅烧时间为150 min的条件下获得的样品表面光滑平整、粒径分布均匀(平均粒径为24.34 μm)。该样品在太阳光下呈白色, 其颜色特征参数(L*,a*,b*)为(89.03,-1.29,1.00)。在304 nm紫外光激发下, 样品的发射光谱主峰位于613 nm, 呈红光发射, 对应于Pr3+的1D2→3H4跃迁, 平均荧光寿命为154.50 μs。

对40Cr钢分别进行激光表面淬火(相变硬化)和加碳熔凝(白口铁化)处理,分析检测了处理后试样的显微组织、硬度和耐磨性,并将其与普通淬火态试样进行比较。结果表明: (1)激光淬火试样在两种不同磨损条件下均具有比普通淬火更好的耐磨性。(2)经激光表面加碳熔凝处理后,40Cr钢表面可获得抗磨粒磨损能力较高的白口铁薄层(厚约0.15 mm),但白口铁层/相变硬化区之间的过渡带所存在的较多残余奥氏体将使钢的耐磨性在一定程度上受到削弱。

运用差分法建立了圆柱体表面激光产生热场的计算, 对不同的激光分布进行了模拟研究,给出了不同尺寸 圆柱形物体的热场模拟,结果表明, 激光在圆柱体、管状物体上产生的热场与激光分布形式、圆柱体半径大小有关, 在圆柱体半径较小(或管状物半径较小、壁厚较薄)时,激光热处理的自冷却条件不成立。在模拟的同时,用相关尺寸的圆柱形和圆管形试样进行了热处理研究, 试验结果和模拟结果进行了比较,充分肯定了模拟结果的正确性。同时,从模拟结果和实验结果的误差分布可以看出,激光热处理时,如果吸收层的不稳定会带来模拟和试验控制的困难,因此,除了研究模拟问题外,必须解决激光在试样表面的稳定吸收问题,否则,模 拟结果和实验结果是不可预计的。

运用激光熔覆技术和原位反应合成的原理,在40Cr钢表面用预置涂层的方法, 制备了(TiO2+B2O3+Αl2O3+TiB2)/NiCrAl金属陶瓷涂层。借助光学显微、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究。用自制的仿销环磨损机进行磨削试验,结果表明,由于TiB2,Al2O3和其余陶瓷微粒的生成,大大提髙了熔榭层的磨损性能,随陶瓷相在熔覆层中的配比从5%增加至20%时,陶瓷层的硬度不 断增加,同时磨损性能也得到相应提高.

借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了研究.熔覆层不同位置的凝固特征参数不同,形成的组织亦不同.陶瓷相的引入使得熔覆层晶粒细小,枝晶生长方向发生紊乱.原位反应生成的TiB2,Al2O3为亚微米颗粒,主要分布在晶粒内部,形成晶内复合,而未反应的TiO2,B2O3陶瓷颗粒分布在晶间.熔覆层物相主要为基体的γ相和基体上弥散分布的γ′相以及Al2O3,TiB2等陶瓷相等.研究了激光加工参数对显微硬度分布的影响.磨损试验表明,陶瓷增强颗粒的加入在很大程度上提高了覆层的抗磨损性能.

对40铬钢进行表面加碳激光合金化处理,得到深0.25～0.35mm的白口铸铁层,白口铸铁层组织呈梯度变化,晶粒明显细化,显微硬度高达1200HV 0.3以上.热影响相变区组织为马氏体,并存在有针状马氏体到隐晶马氏体的分层,硬度为710～780HV 0.3,比常规淬火明显提高.采用高的激光密度、快的扫描速度,有助于晶粒的细化,从而使硬度提高.磨损实验表明,白口铁层的磨损性能比常规淬火样品提高约50%.

研究了二氧化碳激光在吸收膜-金属表面的吸收问题,通过研究电磁学、光学常数和表面吸收率的关系,总结出在金属材料表面提高吸收率的表面膜材料的选择原则和有关最佳材料范围.