醫(yī)用鈦及其合金作為硬組織植入材料,因其所具有的生物相容性、抗腐蝕性及優(yōu)異的綜合性能而在醫(yī)療器械領(lǐng)域越來越受到重視。為同步改善鈦植入材料的防護(hù)性能與生物性能,本研究在鈦基體表面設(shè)計(jì)了由微弧氧化(MAO)內(nèi)層和類金剛石碳(DLC)膜外層組成的MAO/DLC涂層,開展了包括涂層的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控、結(jié)合力評(píng)價(jià)與性能表征的研究工作,為進(jìn)一步完善鈦表面生物活性涂層的制備技術(shù)手段提供實(shí)驗(yàn)支持。具體的研究結(jié)果如下:(1)分別采用線性離子束沉積技術(shù)、磁控濺射和等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù),在經(jīng)微弧氧化處理的純鈦表面沉積了 DLC-1、DLC-2和DLC-3 三種碳膜,所制備涂層均具有封孔效果,其中MAO/DLC-3涂層的封孔效果最為顯著;MAO/DLC-1涂層的膜基結(jié)合力最大(33.29N),硬度值達(dá)到16.7GPa,在SBF溶液中磨損率為6.76×10-15m3/Nm,腐蝕電流密度為3.37×10-10A/cm2,均較MAO/DLC-2和MAO/DLC-3涂層提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。(2)采用線性離子束沉積技術(shù)制備的MAO/DLC涂層的膜基結(jié)合力優(yōu)于傳統(tǒng)的Ti/DLC涂層,在SBF溶液中表現(xiàn)出低摩擦系數(shù)(0.07)...

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 鈦及其合金概況
        1.2.1 鈦及其合金的特性
        1.2.2 鈦合金的種類
        1.2.3 鈦及其合金的性質(zhì)
        1.2.4 鈦及其合金的應(yīng)用
        1.2.5 鈦及其合金表面改性技術(shù)
    1.3 微弧氧化技術(shù)
        1.3.1 微弧氧化技術(shù)概況
        1.3.2 微弧氧化技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 類金剛石膜概況
        1.4.1 DLC膜的結(jié)構(gòu)及分類
        1.4.2 DLC膜的制備技術(shù)
        1.4.3 DLC膜應(yīng)用的限制條件及解決途徑
    1.5 鈦合金表面MAO/DLC涂層的研究進(jìn)展
    1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)
2 涂層制備與表征技術(shù)
    2.1 基體材料
    2.2 涂層沉積設(shè)備
        2.2.1 微弧氧化設(shè)備
        2.2.2 P600 型線性離子束沉積設(shè)備
        2.2.3 P600-1 型磁過濾陰極真空電弧復(fù)合濺射薄膜沉積設(shè)備
        2.2.4 等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備
    2.3 涂層的制備工藝
        2.3.1 微弧氧化涂層的制備工藝
        2.3.2 DLC膜的制備工藝
    2.4 涂層的表征
        2.4.1 形貌和結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 力學(xué)性能表征
        2.4.3 摩擦性能表征
        2.4.4 電化學(xué)性能表征
        2.4.5 生物性能表征
3 微弧氧化鈦表面復(fù)合不同類型DLC膜的結(jié)構(gòu)及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 MAO/DLC涂層的微觀結(jié)構(gòu)和微觀形貌
        3.3.2 MAO/DLC涂層的力學(xué)性能
        3.3.3 MAO/DLC涂層在SBF溶液中的摩擦學(xué)性能
        3.3.4 MAO/DLC涂層在SBF溶液中的電化學(xué)性能
    3.4 本章主要結(jié)論
4 微弧氧化鈦表面復(fù)合DLC生物耐磨涂層的結(jié)構(gòu)及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 涂層的形貌表征
        4.3.2 涂層的力學(xué)性能
        4.3.3 涂層在SBF溶液中的摩擦性能
        4.3.4 涂層在SBF溶液中的電化學(xué)性能
        4.3.5 涂層的生物活性
        4.3.6 涂層的生物相容性
        4.3.7 涂層的抗菌性能
    4.4 本章主要結(jié)論
5 微弧氧化鈦表面(Ag:N)-DLC抗菌涂層的結(jié)構(gòu)及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 MAO/(Ag:N)-DLC涂層的微觀形貌和微觀結(jié)構(gòu)
        5.3.2 MAO/(Ag:N)-DLC涂層的力學(xué)性能
        5.3.3 MAO/(Ag:N)-DLC涂層在SBF溶液中的摩擦學(xué)性能
        5.3.4 MAO/(Ag:N)-DLC涂層在SBF溶液中的電化學(xué)性能
        5.3.5 MAO/(Ag:N)-DLC涂層的抗菌性能
    5.4 本章主要結(jié)論
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：4039468