超高分子量聚乙烯的表面改性及其耐磨性能研究

发布时间：2021-08-26 14:17

　　人工关节置换是治疗严重骨关节疾病最终最有效的方法。目前由UHMWPE制成的人工关节臼配合金属或陶瓷制成的关节头已成为临床最普遍使用的人工关节摩擦副。然而在人工关节的长期活动中,UHMWPE人工关节臼,会因磨损产生磨屑,而磨屑会刺激人体内的生物反应,引起组织发炎,发生无菌松动,并最终导致人工关节的远期失效及其它并发症。在现有的技术和医疗水平下,UHMWPE的使用还将持续一段相当长的时间,因此通过物理或化学的手段对UHMWPE进行各种改性,提高其表面硬度和耐磨损性能是解决人工关节无菌松动与远期失效的一种有效手段。本文对UHMWPE的表面改性正是为了提高其耐磨性能,达到延缓和减少UHMWPE磨屑之目的。本文对UHMWPE的表面改性,包含“低温等离子体活化／强化预处理”和“DLC薄膜沉积”的双重改性,低温等离子体处理和DLC薄膜沉积均采用微波ECR等离子体技术。全文首先研究了微波ECR等离子体处理对UHMWPE表面成分与结构、表面形貌、表面能、表面力学性能及表面摩擦学性能的影响；然后通过正交实验详细研究了微波ECR等离子过程参数对沉积DLC结构的影响；在此基础上最后通过ECR-PECVD方法在... 

【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】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

微波ECR放电装置原理图

电子回旋共振。当微波频率为2.45GHz时，发生共振的磁感应强度B应为875高斯。进气阀图1一1微波ECR放电装置原理图发生电子回旋共振时，电子在微波电场中将被不断同步、并通过无碰撞的方式吸收微波能量，如图1一2所示。如果电子在两次碰撞之间共振吸收微波的能量大于气体粒子的电离能、分子离解能或某一状态的激发能，那么将产生碰撞电离、分子离解和粒子激活，从而实现等离子体放电。通过回旋共振电子不断从微波吸收能量，但是离子吸取的能量却非常有限，因而离子温度(Ti)<<电子温度(Te)。考虑到“热容”效应，等离子的温度应取决于重粒子的温度，所以微波ECR等离子体整个体系的宏观温度是非常低的

本环节的研究有重要的应用价值。改性层图1一 3UHMWpE表面改性示意图.3.2本文研究内容本文采用微波ECR等离子体对UHMWPE进行表面改性。表面改性包括两部分内容，一是通过等离子体的活化/强化预处理，在UHMWPE表面得到等离子改性层;二是在改性层表面沉积DLC薄膜，利用DLC优良的耐磨性来降低UHMWPE磨损量，如图1一3所示。.3.2.1等离子活化/强化预处理的具体研究内容:(l)等离子体种类、工艺参数对UHMWPE表面化学结构、表面能、表面形貌、表面力学性能影响;(2)等离子体改性效果(表面物化结构、表面形貌、表面能、表面力学性能)对

【参考文献】：
期刊论文
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[4]国外软包装材料的现状及研发方向[J]. 许文才,曹国荣,李东立,刘全校,罗世永.  包装工程. 2007(08)
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博士论文
[1]超高分子量聚乙烯的抗氧化处理及其生物摩擦学行为研究[D]. 倪自丰.中国矿业大学 2009
[2]超高分子量聚乙烯的加工与高性能化研究[D]. 刘功德.四川大学 2003

硕士论文
[1]γ射线辐照超高分子量聚乙烯的结构和磨擦磨损性能研究[D]. 王娜.南京理工大学 2005
[2]热等静压原位合成TiB2-TiCx复相陶瓷材料[D]. 蒋军.西南交通大学 2003



本文编号：3364395