鈦合金表面電子束蒸發(fā)沉積鎂基復(fù)合功能性生物薄膜研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-02 00:49
本論文采用電子束蒸發(fā)沉積技術(shù)在鈦合金表面制備降解速率可控的鎂基復(fù)合功能性生物薄膜,以改進(jìn)鈦合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。采用激光輔助電子束蒸發(fā)技術(shù)沉積鎂摻雜有機(jī)硅復(fù)合薄膜,該薄膜有望用于人工關(guān)節(jié)植入體表面,達(dá)到促進(jìn)骨組織增殖和分化的目的。制備不同質(zhì)量比的鎂:有機(jī)硅混合物靶材,分別采用電子束、λ=266nm激光輔助電子束、λ=532nm激光輔助電子束蒸發(fā)靶材,研究靶材組分和制膜工藝對(duì)沉積薄膜成分和結(jié)構(gòu)的影響。采用FTIR和XPS分析薄膜的成分和結(jié)構(gòu),探索薄膜的形成機(jī)理;采用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)薄膜的形貌進(jìn)行分析;采用pH計(jì)測(cè)試溶液的pH值變化,探索不同薄膜的降解動(dòng)力學(xué)特征,評(píng)價(jià)薄膜耐腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)λ=532nm激光輔助電子束蒸發(fā)鎂:有機(jī)硅(1:1)的復(fù)合靶材,沉積的復(fù)合薄膜在生理鹽水中具有最好的耐腐蝕性能。通過(guò)旋轉(zhuǎn)靶材的位置,采用電子束蒸發(fā)技術(shù)在同一工藝流程中逐層沉積鎂、鈣、氧化磷和有機(jī)硅樹(shù)脂多層復(fù)合薄膜。研究熱處理溫度對(duì)Mg-CaH2雙層薄膜、Mg-CaH2-P2O5...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
幾種機(jī)械表面改性方法及其目的和效果
1.緒論碩士學(xué)位論文6鏡觀察顯示β1-和β5-整合素蛋白在機(jī)械拋光,機(jī)械加工和碳化硅噴丸處理后的表面上的纖維狀黏附,但這些整合素蛋白在氧化鋁噴丸處理后的表面上不形成纖維狀黏附。他們還觀察到在機(jī)械加工后的表面,纖維結(jié)合素結(jié)構(gòu)不但出現(xiàn)在基部,也存在與端細(xì)胞表面上。相反,在經(jīng)過(guò)碳化硅噴丸處理后的純鈦表面上,纖粘連蛋白在頂尖發(fā)生團(tuán)簇。圖1.2不同粗糙度下的純鈦表面SEM形貌(P)Ra=0.19mm;(NT)Ra=0.54mm;(GB)Ra=1.22mm;(CB)Ra=6.07mmGotz等[34]將激光加工技術(shù)與噴丸技術(shù)相結(jié)合,發(fā)現(xiàn)加工孔徑為200微米的植入體再經(jīng)Al2O3噴丸處理后,在孔間表面顯示出充足的骨-植入體接觸區(qū)域,有效地改善了Ti-6Al-4V與骨組織的結(jié)合狀況,與骨組織相容性得到了很大的提高。1.2.2鈦合金表面物理改性鈦合金表面的物理改性方法主要包括:等離子體注入、濺射鍍膜、等離子體噴涂、激光表面熔覆、脈沖激光沉積、激光表面合金化等。等離子體注入(PlasmaInjection,簡(jiǎn)稱(chēng)PI):等離子體注入是將工件放在離子注入機(jī)的真空室中,在室溫或較低溫度下,施以幾十至幾百千伏的電壓,離子能量在數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)電子伏特,準(zhǔn)確地將預(yù)定劑量的高能量離子注入到材料表面預(yù)定深度,使材料表層的化學(xué)成分和微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,從而改善材料性能。金屬、陶瓷以及高分子材料都可以通過(guò)離子注入達(dá)到表面改性的目的。用于生物材料表面離子注
1.緒論碩士學(xué)位論文14等復(fù)合薄膜已公開(kāi)發(fā)表在國(guó)際期刊上。本論文的主要研究目的是采用EBD技術(shù)制備可以沉積在人工植入體鈦合金表面的鎂基生物功能性薄膜,其功能性表現(xiàn)為:一方面具有生物活性,有利于骨生長(zhǎng);另一方面該薄膜自身在體液中具有一定的耐腐蝕性能。1.4.2論文研究?jī)?nèi)容本課題采用EBD技術(shù),以金屬鎂、氫化鈣、氧化磷和有機(jī)硅樹(shù)脂粉末為靶材原料,在鈦合金表面分別沉積金屬鎂薄膜、金屬鈣薄膜、無(wú)機(jī)物氧化磷薄膜和聚合物有機(jī)硅樹(shù)脂薄膜;采用激光輔助EBD技術(shù)蒸發(fā)金屬鎂粉末和有機(jī)硅粉末混合制成混合靶材,制備沉積鎂摻雜有機(jī)硅復(fù)合薄膜;并通過(guò)旋轉(zhuǎn)靶材的位置,采用EBD技術(shù)在同一工藝流程中逐層沉積鎂、鈣、氧化磷和有機(jī)硅樹(shù)脂多層復(fù)合薄膜。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)采用激光輔助EBD技術(shù)或在同一工藝下采用多個(gè)不同靶材,設(shè)計(jì)鎂基復(fù)合生物功能性薄膜的成分和結(jié)構(gòu),且薄膜的生物降解速率得到了有效控制。論文研究的技術(shù)路線見(jiàn)圖1.3。圖1.3論文選題技術(shù)路線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈷鉻鉬合金應(yīng)力中斷式支架的臨床應(yīng)用研究[J]. 毛瑩瑩,姚貴良. 中國(guó)美容醫(yī)學(xué). 2017(10)
[2]退火處理對(duì)梯度多孔Ti-6Al-4V合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 趙朔,侯文韜,郝玉琳,劉玉敬,張來(lái)昌,李述軍,楊銳. 稀有金屬材料與工程. 2017(S1)
[3]生物醫(yī)用金屬材料的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張永濤,劉漢源,王昌,程軍,石瑾,王嵐,于振濤. 熱加工工藝. 2017(04)
[4]生物材料[J]. 王秀梅. 新型工業(yè)化. 2015(12)
[5]多孔鉭棒治療早中期股骨頭壞死的臨床研究[J]. 向俊宜,黃若景,唐鎮(zhèn)江. 當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2012(28)
[6]醫(yī)用不銹鋼研究新進(jìn)展[J]. 楊柯,任玲,任伊賓. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2012(07)
[7]用微弧氧化技術(shù)處理醫(yī)用鈦合金表面的研究[J]. 黃平,憨勇,徐可為. 稀有金屬材料與工程. 2002(04)
本文編號(hào):3417672
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
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【部分圖文】:
幾種機(jī)械表面改性方法及其目的和效果
1.緒論碩士學(xué)位論文6鏡觀察顯示β1-和β5-整合素蛋白在機(jī)械拋光,機(jī)械加工和碳化硅噴丸處理后的表面上的纖維狀黏附,但這些整合素蛋白在氧化鋁噴丸處理后的表面上不形成纖維狀黏附。他們還觀察到在機(jī)械加工后的表面,纖維結(jié)合素結(jié)構(gòu)不但出現(xiàn)在基部,也存在與端細(xì)胞表面上。相反,在經(jīng)過(guò)碳化硅噴丸處理后的純鈦表面上,纖粘連蛋白在頂尖發(fā)生團(tuán)簇。圖1.2不同粗糙度下的純鈦表面SEM形貌(P)Ra=0.19mm;(NT)Ra=0.54mm;(GB)Ra=1.22mm;(CB)Ra=6.07mmGotz等[34]將激光加工技術(shù)與噴丸技術(shù)相結(jié)合,發(fā)現(xiàn)加工孔徑為200微米的植入體再經(jīng)Al2O3噴丸處理后,在孔間表面顯示出充足的骨-植入體接觸區(qū)域,有效地改善了Ti-6Al-4V與骨組織的結(jié)合狀況,與骨組織相容性得到了很大的提高。1.2.2鈦合金表面物理改性鈦合金表面的物理改性方法主要包括:等離子體注入、濺射鍍膜、等離子體噴涂、激光表面熔覆、脈沖激光沉積、激光表面合金化等。等離子體注入(PlasmaInjection,簡(jiǎn)稱(chēng)PI):等離子體注入是將工件放在離子注入機(jī)的真空室中,在室溫或較低溫度下,施以幾十至幾百千伏的電壓,離子能量在數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)電子伏特,準(zhǔn)確地將預(yù)定劑量的高能量離子注入到材料表面預(yù)定深度,使材料表層的化學(xué)成分和微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,從而改善材料性能。金屬、陶瓷以及高分子材料都可以通過(guò)離子注入達(dá)到表面改性的目的。用于生物材料表面離子注
1.緒論碩士學(xué)位論文14等復(fù)合薄膜已公開(kāi)發(fā)表在國(guó)際期刊上。本論文的主要研究目的是采用EBD技術(shù)制備可以沉積在人工植入體鈦合金表面的鎂基生物功能性薄膜,其功能性表現(xiàn)為:一方面具有生物活性,有利于骨生長(zhǎng);另一方面該薄膜自身在體液中具有一定的耐腐蝕性能。1.4.2論文研究?jī)?nèi)容本課題采用EBD技術(shù),以金屬鎂、氫化鈣、氧化磷和有機(jī)硅樹(shù)脂粉末為靶材原料,在鈦合金表面分別沉積金屬鎂薄膜、金屬鈣薄膜、無(wú)機(jī)物氧化磷薄膜和聚合物有機(jī)硅樹(shù)脂薄膜;采用激光輔助EBD技術(shù)蒸發(fā)金屬鎂粉末和有機(jī)硅粉末混合制成混合靶材,制備沉積鎂摻雜有機(jī)硅復(fù)合薄膜;并通過(guò)旋轉(zhuǎn)靶材的位置,采用EBD技術(shù)在同一工藝流程中逐層沉積鎂、鈣、氧化磷和有機(jī)硅樹(shù)脂多層復(fù)合薄膜。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)采用激光輔助EBD技術(shù)或在同一工藝下采用多個(gè)不同靶材,設(shè)計(jì)鎂基復(fù)合生物功能性薄膜的成分和結(jié)構(gòu),且薄膜的生物降解速率得到了有效控制。論文研究的技術(shù)路線見(jiàn)圖1.3。圖1.3論文選題技術(shù)路線
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鈷鉻鉬合金應(yīng)力中斷式支架的臨床應(yīng)用研究[J]. 毛瑩瑩,姚貴良. 中國(guó)美容醫(yī)學(xué). 2017(10)
[2]退火處理對(duì)梯度多孔Ti-6Al-4V合金組織及力學(xué)性能的影響[J]. 趙朔,侯文韜,郝玉琳,劉玉敬,張來(lái)昌,李述軍,楊銳. 稀有金屬材料與工程. 2017(S1)
[3]生物醫(yī)用金屬材料的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張永濤,劉漢源,王昌,程軍,石瑾,王嵐,于振濤. 熱加工工藝. 2017(04)
[4]生物材料[J]. 王秀梅. 新型工業(yè)化. 2015(12)
[5]多孔鉭棒治療早中期股骨頭壞死的臨床研究[J]. 向俊宜,黃若景,唐鎮(zhèn)江. 當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2012(28)
[6]醫(yī)用不銹鋼研究新進(jìn)展[J]. 楊柯,任玲,任伊賓. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2012(07)
[7]用微弧氧化技術(shù)處理醫(yī)用鈦合金表面的研究[J]. 黃平,憨勇,徐可為. 稀有金屬材料與工程. 2002(04)
本文編號(hào):3417672
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