碳（氮）/铜二元离子注入医用钛表面性能研究

发布时间：2021-03-04 03:07

　　钛是综合性能优良的医用金属材料,但无生物活性和抗菌性。此外,钛表面的力学性能和耐腐蚀性能也需进一步提高,以进一步满足在临床使用的长期功效。本论文利用等离子体浸没离子注入与沉积（PIII&D）技术,将单一碳离子、碳/铜或氮/铜二元离子注入钛表面;探查离子注入改性钛表面的结构和组分对其耐腐蚀、力学、抗菌和生物相容等性能的影响,阐述碳/铜和氮/铜二元离子注入的协同效应,了解其对提高抗菌性能的作用。论文获得的主要结果有:1、采用等离子体浸没离子注入技术将碳注入钛基体表面,样品表面结构无明显变化,改性后样品表面组分主要为无定形碳,表面润湿接触角和zeta电位绝对值增大;碳离子注入可改善钛表面的硬度和耐腐蚀性能;并对大肠杆菌的粘附起到一定的抑制作用。此外,碳离子注入改性的钛表面无细胞毒性,细胞相容性良好。2、等离子体浸没离子注入碳/铜二元离子的钛表面出现无定形碳和含铜的纳米颗粒,且钛的近表面层含有碳化钛。碳/铜二元注入改性层表现出良好的耐腐蚀性能、力学性能。碳/铜二元离子注入的钛表面形成Cu/C电偶腐蚀对,通过电偶腐蚀效应可有效控制铜离子释放,以提高钛表面的抗菌性能,且无细胞毒性。3、氮/... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

束线离子注入工艺流程示意图

碳（氮）/ 铜二元离子注入医用钛表面性能研究异采用单因素方差分析和 Tukey多组对比实验分析。其中，每组变量至少包含三个有效值，显著性差异水平设定为 p＝0.05，如果 p<0.05，意味着存在显著的统计学差异。2.3 实验结果与讨论2.3.1 样品表征图 2.1 为三组样品表面扫描电子显微镜照片。由图 2.1 可知，酸处理的钛样品表面均呈沟壑状结构，碳离子注入前后样品表面形貌无明显变化。

品表面均呈沟壑状结构，碳离子注入前后样品表面形貌无明显变化。图 2.1 样品表面的 SEM 像Fig 2.1 Surface SEM images of samples.Ti、C0.5 和 C1 样品表面的 Raman 光谱如图 2.2 所示。图 2.2a 表明原始 Ti样品表面在位移 1200~2000 cm-1处无拉曼峰，说明 Ti 表面不存在拉曼散射。C0.5样品拉曼光谱的特征峰与Ti样品无明显差异。C1样品具有类金刚石(diamond-likecarbon，DLC)属性 Raman 峰，它们是 1350 cm-1附近的 D 峰和 1590 cm-1附近的G 峰。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纯钛微弧氧化载葛根素生物膜层生物相容性研究[J]. 蔡云云,李慕勤,肖月,王丹,刘明达.  中国体视学与图像分析. 2017(01)
[2]氟离子对纯钛表面微弧氧化膜耐腐蚀性能的影响[J]. 陈建治,彭红艳,王磊,石玉龙.  实用口腔医学杂志. 2012(02)

硕士论文
[1]Ag、Cu离子注入医用金属材料表面改性研究[D]. 王紫琴.天津大学 2006



本文编号：3062452