陈曼可，刘咏，徐圣航，黄千里

(1. 中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083；2. 浙江工业大学 材料科学与工程学院，杭州 310014)

近年来，金属Ta因其优异的抗腐蚀性能与生物相容性受到了广泛关注，但其存在高密度(1.66 g/m3)与高模量(186 GPa)等缺点[1−2]。Ta通常作为Ti基植入物的表面涂层材料与合金化元素。作为一种β相稳定元素，Ta可以降低Ti合金的弹性模量。通过熔炼方法制备的Ti-Ta二元合金(Ta质量分数为10%～80%)弹性模量与屈服强度分别为67～100 GPa与400～610 MPa[3]。可见，Ti-Ta二元合金的强度与纯Ti(屈服强度：170～485 MPa)相当，但显著低于Ti-6Al-4V合金(屈服强度：825～869 MPa)[4]。在前期工作中，通过放电等离子烧结与热加工技术制备了一种低弹性模量(～80 GPa)的Ti-Ta复合材料(Ti-20%Ta)。该复合材料的微观组织中包含富Ti区与富Ta区，与Ti-Ta二元合金的均质组织明显不同，因而可被称为金属−金属复合材料。其屈服强度与抗拉强度分别达到了830±32 MPa与1 030±61 MPa，远高于Ti-Ta二元合金[5]。由于兼具高强度与低模量，Ti-Ta金属−金属复合材料在承重部位的骨组织替代方面具有极大潜力。

为了进一步提升Ti基植入物与骨组织界面的整合作用，通常会对金属基体进行表面改性与功能化[6]。常用的表面改性方法包括喷砂、酸蚀、等离子喷涂、溶胶−凝胶法、电泳沉积与碱热处理等[6−7]。其中，碱热处理可在Ti表面生成一层海绵状的无定形钛酸钠纳米结构[8]。KIM等[9−10]报道了碱热处理生成的钛酸盐纳米涂层具有良好的体外生物活性与成骨作用。JONÁŠOVÁ等[11]发现，对酸蚀过后的Ti表面进一步进行碱热处理可以显著提升材料表面在模拟体液中的类骨磷灰石沉积能力。……