纳米Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系拉伸变形后薄膜结合行为及其界面研究
发布时间：2021-08-02 21:57
CoCrMo合金由于优异的力学性能和较高的弹性模量,在心血管支架材料领域引起了广泛的关注,但是CoCrMo合金支架在植入人体后会出现有毒离子释放的问题,导致血管再狭窄、晚期血栓等,威胁病人的生命。对血管支架进行表面改性可以很好地解决这一问题,Ti-O薄膜由于良好的生物相容性和耐腐蚀性而广泛应用于生物材料表面改性的研究。此外,金属血管支架植入体内后是一个长期的服役过程,金属血管支架表面的Ti-O薄膜需要和金属支架结合牢固才能应用于临床。本文针对上述现状,重点研究了Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系变形前后的结合状态、结构及性能的变化,并探究了薄膜与基体的界面结合情况。本文采用直流磁控溅射技术在CoCrMo合金表面沉积Ti过渡层,并通过高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）技术制备了不同厚度的Ti-O薄膜。分析了薄膜厚度及过渡层对于Ti-O薄膜/CoCrMo基体结合力的影响。研究表明HPPMS方法制备的Ti-O薄膜结构致密且光滑,为金红石相的TiO2;30nm Ti-O薄膜的结合力要好于100nm Ti-O薄膜的结合力,主要由于随着薄膜厚度的增加界面剪切力增加,因此在相同的外力载荷下厚膜更容易失...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 血管支架的研究进展
1.1.1 金属裸支架
1.1.2 无机涂层支架
1.1.3 药物洗脱支架
1.2 薄膜的制备
1.3 膜基结合强度分析
1.3.1 拉伸法测膜基结合力基本模型
1.3.2 金属/陶瓷体系基片拉伸法测量模型
1.3.3 基片拉伸法的应用
1.4 界面结合探究
1.4.1 物理作用
1.4.2 化学作用
1.4.3 机械结合
1.5 薄膜的失效形式
1.5.1 薄膜内应力
1.5.2 薄膜拉应力失效
1.5.3 薄膜压应力失效
1.6 本论文的选题意义和研究内容
1.6.1 选题意义
1.6.2 研究内容
第2章 实验方案与实验方法
2.1 Co合金表面Ti过渡层制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验方法
2.2 Ti-O薄膜沉积实验
2.2.1 实验方法
2.2.2 实验工艺
2.3 平面拉伸试验
2.4 薄膜结构与表面形貌分析
2.4.1 薄膜厚度与应力的测量
2.4.2 薄膜相结构的分析
2.4.3 薄膜表面形貌分析
2.4.4 薄膜成分含量分析
2.5 薄膜的性能检测
2.5.1 膜基结合力的表征
2.5.2 薄膜的润湿性
2.5.3 薄膜的耐腐蚀性能
第3章 Ti过渡层及TiO_2薄膜的制备
3.1 不同方法制备Ti过渡层的结合力分析
3.1.1 Ti过渡层的工艺参数
3.1.2 划痕实验分析
3.1.3 压痕实验分析
3.2 TiO_2薄膜的制备及性能评价
3.2.1 薄膜表面形貌分析
3.2.2 TiO_2厚度及Ti过渡层对于膜基结合力的影响
3.2.3 结合情况讨论分析
3.2.4 Ti-O薄膜的成分分析
3.3 本章小结
第4章 膜/基复合体系变形行为
4.1 不同膜/基复合体系变形后结合力分析
4.1.1 CoCrMo合金的变形行为
4.1.2 Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系的变形行为
4.1.3 不同工艺参数Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系结合强度比较
4.2 膜/基复合体系变形前后晶体结构分析
4.2.1 变形前后薄膜结构的分析
4.2.2 变形前后基体结构的分析
4.3 变形前后膜/基复合体系性能分析
4.3.1 薄膜润湿性的变化
4.3.2 Ti-O薄膜和CoCrMo合金耐腐蚀性分析
4.4 小结
第5章 Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系界面结合研究
5.1 XPS深度刻蚀分析
5.1.1 样品元素深度方向分析
5.1.2 样品界面位置Ti元素分析
5.1.3 样品界面位置Co元素分析
5.2 TEM界面结合分析
5.2.1 样品断面位置形貌及界面处衍射环分析
5.2.2 样品断面TEM高分辨分析
5.3 小结
结论
致谢
参考文献
硕士期间发表论文及科研成果
本文编号：3318349
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 血管支架的研究进展
1.1.1 金属裸支架
1.1.2 无机涂层支架
1.1.3 药物洗脱支架
1.2 薄膜的制备
1.3 膜基结合强度分析
1.3.1 拉伸法测膜基结合力基本模型
1.3.2 金属/陶瓷体系基片拉伸法测量模型
1.3.3 基片拉伸法的应用
1.4 界面结合探究
1.4.1 物理作用
1.4.2 化学作用
1.4.3 机械结合
1.5 薄膜的失效形式
1.5.1 薄膜内应力
1.5.2 薄膜拉应力失效
1.5.3 薄膜压应力失效
1.6 本论文的选题意义和研究内容
1.6.1 选题意义
1.6.2 研究内容
第2章 实验方案与实验方法
2.1 Co合金表面Ti过渡层制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验方法
2.2 Ti-O薄膜沉积实验
2.2.1 实验方法
2.2.2 实验工艺
2.3 平面拉伸试验
2.4 薄膜结构与表面形貌分析
2.4.1 薄膜厚度与应力的测量
2.4.2 薄膜相结构的分析
2.4.3 薄膜表面形貌分析
2.4.4 薄膜成分含量分析
2.5 薄膜的性能检测
2.5.1 膜基结合力的表征
2.5.2 薄膜的润湿性
2.5.3 薄膜的耐腐蚀性能
第3章 Ti过渡层及TiO_2薄膜的制备
3.1 不同方法制备Ti过渡层的结合力分析
3.1.1 Ti过渡层的工艺参数
3.1.2 划痕实验分析
3.1.3 压痕实验分析
3.2 TiO_2薄膜的制备及性能评价
3.2.1 薄膜表面形貌分析
3.2.2 TiO_2厚度及Ti过渡层对于膜基结合力的影响
3.2.3 结合情况讨论分析
3.2.4 Ti-O薄膜的成分分析
3.3 本章小结
第4章 膜/基复合体系变形行为
4.1 不同膜/基复合体系变形后结合力分析
4.1.1 CoCrMo合金的变形行为
4.1.2 Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系的变形行为
4.1.3 不同工艺参数Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系结合强度比较
4.2 膜/基复合体系变形前后晶体结构分析
4.2.1 变形前后薄膜结构的分析
4.2.2 变形前后基体结构的分析
4.3 变形前后膜/基复合体系性能分析
4.3.1 薄膜润湿性的变化
4.3.2 Ti-O薄膜和CoCrMo合金耐腐蚀性分析
4.4 小结
第5章 Ti-O薄膜/CoCrMo合金体系界面结合研究
5.1 XPS深度刻蚀分析
5.1.1 样品元素深度方向分析
5.1.2 样品界面位置Ti元素分析
5.1.3 样品界面位置Co元素分析
5.2 TEM界面结合分析
5.2.1 样品断面位置形貌及界面处衍射环分析
5.2.2 样品断面TEM高分辨分析
5.3 小结
结论
致谢
参考文献
硕士期间发表论文及科研成果
本文编号：3318349
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3318349.html
