發(fā)布時(shí)間：2021-08-13 22:24

　　超高分子量聚乙烯（UHMWPE）和鈷鉻鉬合金（CoCrMo）是目前臨床應(yīng)用廣泛的人工關(guān)節(jié)材料。關(guān)節(jié)在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生UHMWPE磨屑,可以導(dǎo)致關(guān)節(jié)周?chē)缒ば纬珊凸俏?導(dǎo)致無(wú)菌松動(dòng),同時(shí)金屬腐蝕、金屬磨損顆粒以及金屬的撞擊等產(chǎn)生的金屬離子也會(huì)在人體內(nèi)產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng),影響關(guān)節(jié)使用壽命。為了提高UHMWPE耐磨性,減少磨屑產(chǎn)生,本文利用電子回旋共振（ECR）等離子技術(shù)對(duì)UHMWPE進(jìn)行表面改性；為了研究CoCrMo材料生物摩擦學(xué)特性,本文利用電化學(xué)的方法檢測(cè)金屬的磨損過(guò)程；為了評(píng)價(jià)關(guān)節(jié)頭表面類金剛石（DLC）薄膜改性以及等離子浸沒(méi)離子注入（PⅢ）改性對(duì)人工關(guān)節(jié)耐磨性的影響,本文利用人工關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)其耐磨性。本文以氬氣和氧氣為處理氣體,利用ECR等離子體技術(shù)對(duì)UHMWPE進(jìn)行表面改性,利用傅里葉紅外光譜（FTIR）、X射線光電子能譜（XPS）分析材料表面化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)；利用納米劃痕實(shí)驗(yàn)分析材料表面力學(xué)性能；利用循環(huán)式摩擦磨損實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)材料摩擦磨損性能；用SEM觀察劃痕和磨痕形貌,分析磨損機(jī)制。研究結(jié)果表明,等離子體處理過(guò)程在UHMWPE表面形成了C-O、C=O等含氧官能團(tuán),增加了材料... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

人工關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖[1]

其中PVD方法主要有真空蒸鍍，濺射沉積，離子鍍等。離子鍍也有多種方法，如空心陰極離子鍍，電弧離子鍍以及磁過(guò)濾陰極真空弧沉積(FC、叭)方法。FC、人的工作原理示意圖如圖1一2，它是在真空陰極電弧蒸發(fā)源的后面裝有一個(gè)曲線形的磁過(guò)濾通道，點(diǎn)弧裝置引燃電弧，電弧等離子體中的電子將呈螺旋線狀的軌跡繞磁力線而通過(guò)磁過(guò)濾通道，電子的運(yùn)動(dòng)對(duì)離子形成靜電引力從而引導(dǎo)離子通過(guò)過(guò)濾通道，由噴射產(chǎn)生的顆粒則被過(guò)濾器阻擋掉，因此在磁過(guò)濾的出口處可以獲得純度極高、幾乎不含有噴射顆粒、離化率極高的高純離子束。因此相比于其他沉積方法，F(xiàn)C、/A制備的薄膜致密、均勻、質(zhì)量好，且沉積速率高，可大面積沉積，目前，該工藝已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模上得到應(yīng)用。A了 eapply……黯’’ 工工工圖1一2磁過(guò)濾電弧離子鍍?cè)?

工件處于等離子體源中，可以全方位注入離子，因此該種方法可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的表面改性處理。等離子體浸沒(méi)離子注入設(shè)備的原理如圖1一3所示，設(shè)備由真空室、等離子體源、真空泵組以及高壓脈沖電源組成。在等離子體注入過(guò)程中，真空室中的工作氣體通過(guò)射頻電容禍合方式電離成等離子體，然后在工件上相對(duì)于真空室壁施加負(fù)偏壓，這樣電子流向真空室壁，而大質(zhì)量的離子則相對(duì)靜止，于是在工件周?chē)纬梢粚虞^厚的正離子鞘層，正離子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下獲得巨大能量，高速入射到工件表層，從而形成離子注入過(guò)程。 RFPowersuPPly Substrateho!derInsulateeyl TurbomolecularPumP圖1一3等離子體浸沒(méi)離子注入設(shè)備的原理等離子體浸沒(méi)離子注入技術(shù)在金屬材料表面處理方面有廣泛的應(yīng)用，氮離子注入在金屬材料可在材料表面形成新的氮化物，這些氮化相是提高材料表面顯微硬度、耐


本文編號(hào)：3341229