本文關(guān)鍵詞：氮摻雜二氧化鈦薄膜的制備和耐腐蝕性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著生活水平的提高,口腔正畸治療在我國廣大民眾中越來越普及。面對形形色色的錯牙合畸形,矯治用材料日新月異、矯治方法也在不斷變化。應(yīng)用金屬合金為主要材料的固定矯治技術(shù)是當(dāng)前最主流的矯治方法。但是在固定矯治技術(shù)中,具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的不銹鋼金屬托槽(固定矯治器的核心裝置)需粘結(jié)于牙面,對牙齒施加三維方向的力。它貫穿于長達18個月左右的正畸主動固矯治的全程。一方面,由于托槽本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,托槽周圍極易菌斑堆積,進而引起釉質(zhì)脫礦、牙齦炎等并發(fā)癥。另一方面,口腔中的溫度、pH值、唾液中離子成分以及微生物組成等都具有復(fù)雜的動態(tài)變化性,不銹鋼金屬托槽長期在這樣復(fù)雜的弱電解質(zhì)環(huán)境中,就會發(fā)生不同程度的腐蝕。而目前絕大部分不銹鋼金屬托槽都含有不同比例的鎳、鉻離子。當(dāng)不銹鋼金屬托槽發(fā)生腐蝕后,鎳、鉻等離子析出后在人體內(nèi)蓄積并與組織細胞長期直接接觸,易使人體致敏、致突變,引起細胞毒性等不良反應(yīng)。而且腐蝕引起的正畸矯治器機械性能的改變也不容忽視。為了降低固定正畸矯治過程中釉質(zhì)脫礦、牙齦炎等并發(fā)癥的發(fā)生率,增強正畸用合金在口腔中的耐腐蝕性能,使正畸用金屬合金材料,既要滿足正畸臨床治療的機械性能要求,又要盡可能的降低腐蝕造成的危害,一方面,鈦及其化合物以其良好的生物相容性以及化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點被大量的引進牙科材料的應(yīng)用中；另一方面,很多先進制造工藝被應(yīng)用于牙科材料領(lǐng)域以便增強或改善現(xiàn)有材料的表面性能,主要包括各種表面涂層技術(shù)和各種表面處理技術(shù)。但是到目前為止,在臨床應(yīng)用的正畸用金屬合金材料中,很少在保持良好物理機械特性的前提下,既能消除菌斑堆積造成的釉質(zhì)脫礦等并發(fā)癥,又能降低腐蝕以及離子析出帶來的損害。在Shah AG等和Asahi等學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,我們研究小組通過磁控濺射技術(shù)在國產(chǎn)不銹鋼金屬托槽表面成功制備了氮摻雜二氧化鈦薄膜,實驗證實氮摻雜二氧化鈦薄膜具有良好的耐磨性,機械性能良好；并且可見光下具有良好的光催化抗菌、抗致齲性病原菌黏附的特性,可以推斷這有利于降低釉質(zhì)脫礦以及牙齦炎的發(fā)病率：而氮摻雜二氧化鈦薄膜的耐腐蝕性能目前仍需進一步檢測。本實驗通過磁控濺射成膜技術(shù)改變時間參數(shù)在不銹鋼金屬托槽原材(基片)表面制備三種不同厚度的N-doped TiO2薄膜(N-doped TiO2-60mins、N-doped TiO2-120mins、N-doped TiO2-180mins),對其表面形貌和物理相結(jié)構(gòu)進行表征后,在兩種模擬的口腔溶液中(pH為6.75的人工唾液和1.23%的APF溶液)分別對其進行電化學(xué)腐蝕行為和浸泡后鎳、鉻離子析出行為檢測,對N-doped TiO2薄膜在模擬的口腔溶液中的耐腐蝕性能和對鎳、鉻離子析出的抑制作用進行綜合評價,為N-doped TiO2薄膜托槽臨床的使用和推廣提供實驗基礎(chǔ),并為正畸用新型合金復(fù)合材料的抗腐蝕性研究提供實驗參考。研究結(jié)果表明,通過磁控濺射成膜技術(shù)成功制備了N-doped TiO2薄膜,薄膜均勻致密,為銳鈦礦結(jié)構(gòu),納米量級,其中以N-doped TiO2-120mins組最均勻致密,點隙裂等缺陷少。在pH為6.75的人工唾液和1.23%的APF溶液(pH為3.5、含氟量0.20%)中經(jīng)電化學(xué)測試,對比未鍍膜組,N-doped TiO2薄膜組均顯示了較好的耐腐蝕性能,其中以N-doped TiO2-120mins組最好(p0.05)。在pH為6.75的人工唾液和1.23%的APF溶液(pH為3.5、含氟量0.20%)中經(jīng)離子浸泡析出檢測,對比未鍍膜組,N-doped TiO2薄膜組均顯示了較少的鎳、鉻離子釋出量(p0.05),其中以N-doped TiO2-120mins組最少(p0.05)。N-doped TiO2薄膜組鎳、鉻離子釋出量遠遠低于世界衛(wèi)生組織推薦的日攝入量。通過本研究可以得出：在pH為6.75的人工唾液和1.23%的APF溶液這兩種模擬的口腔溶液環(huán)境下,N-doped TiO2薄膜可以提高不銹鋼的耐腐蝕性能,降低不銹鋼鎳鉻離子的釋放量。
【關(guān)鍵詞】：氮摻雜二氧化鈦薄膜 磁控濺射技術(shù) 不銹鋼托槽 耐腐蝕性能 離子釋放
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R783.5
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 文獻回顧10-14
• 1.1 牙科用金屬合金腐蝕的定義、分類及機制10
• 1.2 牙科用金屬合金口腔中發(fā)生腐蝕的原因、影響因素及危害10-12
• 1.3 牙科用金屬合金腐蝕的監(jiān)測方法12
• 1.4 牙科用金屬合金耐腐蝕性能的增強措施12-14
• 第二章 氮摻雜二氧化鈦薄膜試樣的制備及表征14-21
• 2.1 材料和方法14-16
• 2.1.1 制備試樣所用的主要材料、試劑、儀器設(shè)備14
• 2.1.2 氮摻雜二氧化鈦薄膜試樣的制備方法14-15
• 2.1.3 氮摻雜二氧化鈦薄膜試樣的表征方法15-16
• 2.2 結(jié)果16-19
• 2.2.1 氮摻雜二氧化鈦薄膜的相結(jié)構(gòu)及元素成分分析16-18
• 2.2.2 氮摻雜二氧化鈦薄膜的表面及斷面形貌分析18-19
• 2.3 討論19-20
• 2.4 結(jié)論20-21
• 第三章 薄膜試樣在模擬的口腔溶液環(huán)境中電化學(xué)腐蝕行為研究21-37
• 3.1 材料和方法21-24
• 3.1.1 實驗材料和儀器21-22
• 3.1.2 實驗方法22-23
• 3.1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法23-24
• 3.2 結(jié)果24-32
• 3.2.1 動電位極化曲線測試結(jié)果24-28
• 3.2.2 電化學(xué)阻抗譜測試結(jié)果28-32
• 3.3 討論32-35
• 3.3.1 關(guān)于電化學(xué)測試實驗結(jié)果的討論32-34
• 3.3.2 關(guān)于實驗條件(測試溶液)的討論34-35
• 3.4 電化學(xué)測試實驗結(jié)論35-37
• 第四章 薄膜試樣在模擬口腔溶液環(huán)境中鎳鉻離子析出行為研究37-42
• 4.1 材料和方法37-38
• 4.1.1 實驗材料和儀器37
• 4.1.2 實驗方法37-38
• 4.1.3 統(tǒng)計分析方法38
• 4.2 結(jié)果38-40
• 4.3 討論40-41
• 4.3.1 關(guān)于離子析出實驗設(shè)計的討論40
• 4.3.2 關(guān)于離子浸泡析出測試結(jié)果的討論40-41
• 4.4 離子浸泡析出測試實驗結(jié)論41-42
• 第五章 全文總結(jié)與展望42-43
• 參考文獻43-46
• 在學(xué)期間的研究成果46-47
• 致謝47

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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2 陳志紅;劉麗;毛英杰;;牙科合金腐蝕行為的電化學(xué)研究及影響因素[J];口腔醫(yī)學(xué);2006年05期

3 李娟;陳啟林;徐小明;陳睿;;正畸合金絲在人工唾液中腐蝕行為的電化學(xué)研究[J];臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志;2014年10期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳韋;AZ31鎂合金表面磁控濺射氮化鈦鋁薄膜及其性能研究[D];重慶大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：氮摻雜二氧化鈦薄膜的制備和耐腐蝕性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：482913