学科专业：材料学

论文题目：碳纳米管增强CaP生物活性复合涂层研究

答辩人：刘守杰

指导教师：李贺军 教授

时间：2018年11月19日  上午9:00

地点：友谊校区公字楼322室

一、学位论文简介

碳/碳复合材料以其与生物体骨骼相近的弹性模量和相同的组成元素等其它生物相容性材料不具备的优点，而成为人工植入体材料领域的研究热点。本论文针对CaP涂层与C/C复合材料基体结合强度不高和生物相容性不稳等应用难点展开研究，主要创新和研究成果如下：

（1）通过脉冲电化学沉积工艺的探索和优化，实现了纳米带状、纳米花状、纳米球状、纳米鳞片形、纳米针形、微米片形及微米块形多种形貌CaP涂层在C/C复合材料基体表面高质量、高效率增长，并揭示了多形貌CaP涂层的沉积机理。

（2）提出CVD原位法和脉冲电化学沉积相结合的途径，将CNTs均匀地引入CaP涂层中，有效改善了CNTs易团聚的问题，显著提高了CaP涂层与C/C复合材料基体的结合强度。

（3）揭示了原位CNTs增强CaP复合涂层的机理，主要体现为CNTs在C/C复合材料基体表面属于同质外延生长方式，两者之间形成了较强的化学结合。

（4）发现了Mg和Sr掺杂CaP中Ca取代位置及取代顺序。Mg取代HA结构中Ca_Ⅱ位置的Ca，Sr取代HA结构中Ca_Ⅰ位置的Ca，且取代位置不随Mg和Sr的含量增减而变化；Mg和Sr共掺杂CaP涂层的过程中，Mg优先于Sr发生取代。

二、攻读博士学位期间以第一作者（或导师第一）发表的与学位论文相关的学术论文和专利

发表论文

[1] Shoujie Liu, Hejun Li, Leilei Zhang, Dou Hu, Qing Liu. Preparation and characterization of implanted Fe catalyst in hydroxyapatite layer for uniformly dispersion carbon nanotube growth. Applied Surface Science, 2018, 455: 75－83. (SCI:000438578700010，IF = 4.439)

[2] Liu Shoujie, Li Hejun, Zhang Leilei, Li Shaoxian, Pei Lina. The corrosion properties of carbon nanotubes-reinforced apatite composite coating on carbon/carbon composite by a double in situ process. Suface Engineering, 2018. (IF = 1.978)

[3] Shoujie Liu, Hejun Li, Leilei Zhang, Xuemin Yin, Yao Guo. In simulated body fluid performance of polymorphic apatite coatings synthesized by pulsed electrodeposition. Materials Science & Engineering C, 2017, 79: 100－107. (SCI: 000404704300013，IF = 5.080)

[4] Shoujie Liu, Hejun Li, Yangyang Su, Qian Guo, Leilei Zhang. Preparation and properties of in-situ growth of carbon nanotubes reinforced hydroxyapatite coating for carbon/carbon composites. Materials Science & Engineering C, 2017, 70: 805－811. (SCI: 000388046900094，IF = 5.080)

[5] Shoujie Liu, Hejun Li, Leilei Zhang, Qian Guo. Pulsed electrodeposition of carbon nanotubes-hydroxyapatite nanocomposites for carbon/carbon composites. Ceramics International, 2016, 42: 15650－15657. (SCI: 000382269800066，IF = 3.057)

[6] Shoujie Liu, Hejun Li, Leilei Zhang, Lei Feng, Pei Yao. Strontium and magnesium substituted dicalcium phosphate dehydrate coating for carbon/carbon composites prepared by pulsed electrodeposition. Applied Surface Science, 2015, 359: 288－292. (SCI: 000366220600041，IF = 4.439)

申请专利

[1] 张磊磊，李贺军，李克智，张守阳，刘守杰. 在炭/炭复合材料表面制备出高界面结合强度生物活性涂层的方法. 国家发明专利，专利号： ZL.201510698530.2.

[2] 李贺军，刘守杰，张磊磊，孙佳佳. 一种在Ca-P基生物涂层中实现碳纳米管均匀分散的方法. 国家发明专利，公开号：CN 107326338 A.