NiTi合金表面陶瓷—聚合物复合膜层的制备及性能研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenyueting
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
NiTi合金因其弹性模量与人骨接近,并具有独特的形状记忆效应和超弹性,被广泛应用于医用植入材料。特别是在接骨板方面,如股骨髓内接骨板、环抱接骨板、髌骨骨折接骨板等。但是NiTi合金接骨板作为连接固定、保持骨折正常愈合的器件,在人体内与骨头及人体体液接触时,不可避免的会产生磨损腐蚀导致Ni毒性离子的释放,而且术后感染会带来愈合困难,使疗程延长。这将影响着NiTi合金在人体内的长期使用。为进一步提高NiTi合金的耐摩擦、耐腐蚀性能,抑制Ni离子释放和改善NiTi合金的抑菌性能,以使其能更好的满足接骨板的要求,增强NiTi合金植入人体后的安全性问题和抑菌活性。本文首先采用阴极等离子体电解沉积技术(CPED)在医用NiTi合金表面沉积一层Ti(C,N)-Ti O2陶瓷膜层,然后再使用恒电位沉积技术(PD)在陶瓷膜层的表面沉积一层带有抑菌功效的聚吡咯(PPy)聚合物膜层。采用XRD、XPS、ATR-FTIR、SEM和EDS对膜层的相组成、形貌及成分进行了表征分析,并对其摩擦磨损性能、耐腐蚀性能、Ni离子释放行为、抑菌行为进行了研究。结果表明两种方法联用制备的复合膜层Ti(C,N)-Ti O2/PPy厚度约为110μm。阴极等离子体电解沉积产生的多孔Ti(C,N)-Ti O2陶瓷膜层改善了合金的综合性能,陶瓷膜层孔隙为后续聚合物的沉积提供“铆接”效应,增强了聚合物膜层的附着力,并且也有利于形成致密的聚吡咯膜层。与陶瓷膜层相比,复合膜层具有更优异的摩擦性能,其摩擦系数和磨损率分别仅为基体的12.5%和4%。由恒电位沉积得到的聚吡咯膜层填充了内层陶瓷膜层的孔隙,减少了腐蚀介质进入的通道,使腐蚀电流密度较基体降低了两个数量级,提高了耐蚀性。与单层陶瓷膜层相比,双层膜层更显著的降低了Ni离子的平均释放速率,其数值仅为未涂覆合金的1.5%。此外,当在恒电位沉积的电解液中分别加入Ag NO3、壳聚糖和Ag NO3-壳聚糖后,分别得到Ti(C,N)-Ti O2/PPy-Ag、Ti(C,N)-Ti O2/PPy-CHI和Ti(C,N)-Ti O2/PPy-CHI-Ag复合膜层,它们均显示出了对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌优良的抑制效果,其中同时添加壳聚糖和Ag NO3后,制备得到复合膜层抑菌效果最好。对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率相比于基体的22%、38%,上升到了88%、94%。
其他文献
学位
硅微谐振式加速度计与传统加速度计相比,具有体积小、功耗低且抗干扰能力强等优势,已成为加速度计领域的研究热点。目前硅微谐振式加速度计的驱动电路大多基于自激振荡模式实现,同时搭配额外测温元件对温度进行补偿。随着研究的深入,发现该模式下电路会引入1/f噪声误差、相移误差及温度滞回误差,制约加速度计低频稳定性。针对自激振荡模式存在的上述问题,本文开展了基于Ring-Down模式的硅微加速度计ASIC测控方
学位
针对可以覆盖到毫米波的第四代干扰机以及越来越复杂的电磁环境,本文以线性调频连续波引信为平台,从信号处理层面出发,对典型的压制式干扰和欺骗式干扰展开了抗干扰算法的研究,主要工作如下:(1)对噪声调幅干扰与噪声调频干扰信号进行建模,搭建了基于Simulink的调频引信测距系统仿真模型,并分别在基础的调频引信系统模型上加以噪声调幅干扰模块和噪声调频模块,分析在系统载频与干扰频率不同、干信比不同以及噪声带
单标记学习和多标记学习可以为一个具体实例分配一个或多个与之相关的标记。这两种学习范式都可以指出哪些标记可以描述实例,然而在现实生活中,很多时候我们想要知道不同的标记对实例的重要程度,这时仅靠单标记学习和多标记学习就不够了。于是,学者们提出了标记分布学习,该学习范式以标记分布的形式给出不同标记对同一实例的描述度。但同时,由于标记分布数据集的标注代价高昂,且没有客观的标注标准,导致可用于进行标记分布学
学位
学位
学位
各向异性声学亚波长结构,常又被称为声学超构流体,可实现特殊的声波操控,如隐身、导波等。本文给出一种能消除宽频声沿弯曲路径传播时所形成反射波的各向异性声透明介质设计,并提出一种独立调制单元等效声学参数的方法。通过分析声学单元在准静态极限下的近似行为,并按特定顺序调整单元几何参数及温度,拓宽了这种亚波长结构可实现的参数空间。通过在弯曲路径上按周期布置所设计的各向异性声透明介质,可构建低反射或近似无反射
随着智能移动设备的普及,移动互联网迅速发展,人们对无线高速数据传输的需求不断增长。如何在本已稀缺的无线电频谱中开发新技术,来满足日益增长的移动数据服务需求,具有重要意义。工作在授权频段的蜂窝网络,已经以非常高的频谱效率运行,为进一步网络通信改进留下很少余地,尤其考虑到符合实际的和成本效益的改进。而网络容量的上限是由所有可用授权频段的范围决定的。因此,突破蜂窝通信全部潜力的一个关键要素是引入一种新的