磁控溅射Ti-Ag-(N)薄膜制备及其性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:gianfranco1
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
钛合金如Ti6Al4V由于具有优异的综合性能,而被广泛用作生物材料。然而钛合金自身不具有抗菌性,并且耐磨性差,容易引发感染导致发病或因磨损产生磨屑、金属离子而导致手术失败。因此本文利用磁控反应溅射技术在Ti6Al4V表面分别制备了Ti-Ag、Ti-Ag-N薄膜,以改善钛合金的综合性能。研究了薄膜的显微组织结构、相组成、化学成分、表面形貌及截面形貌。重点研究和对比了不同工艺条件下制备的改性层及基体材料的抗菌性能,并对其抗菌机理进行初步探讨。检测在干摩擦条件下Ti-Ag、Ti-Ag-N膜层及基体材料的摩擦性能,并研究其摩擦学性能及磨损机理。研究的结论如下:(1)磁控溅射技术可以在Ti6Al4V表面制备出致密均匀的改性层。采用Ag含量相同的Ti-Ag镶嵌的合金靶材制备的Ti-Ag和Ti-Ag-N薄膜的Ag含量不同,薄膜表面的粗糙度也不相同,但薄膜厚度均在3.5μm左右。Ti-Ag-N复合薄膜均由Ti-Ag膜层和Ti-Ag-N膜层组成,且在Ti-Ag-N膜层中均出现了TiN。(2)对样品薄膜的抗菌性能进行了研究,并分析了其抗菌机理。不同工艺制备的试样(S1、S2、S3、S4)对大肠杆菌均有抗菌性。样品薄膜表面均有Ag存在,发挥了Ag的抗菌效果,表现出抗菌性能。S1、S2、S3、S4样品随着接触时间增长,抗菌率有所提高,到24h,S1样品薄膜抗菌率达85%,S4抗菌率达88%,而S2、S3样品薄膜抗菌率高达99%以上,几乎没有细菌存活在薄膜表面。S2、S3、S4样品的抗菌效果优于S1样品。(3)对Ti6Al4V表面改性后的摩擦磨损性能进行检测分析。以刚玉球Al2O3为摩擦副,干摩擦条件下,样品薄膜的摩擦系数均略低于基材,说明改性层没有起到明显的减摩效果;从磨损体积和比磨损率分析,与基材相比,改性层的磨损体积和比磨损率都有所降低,耐磨性得到提高,其中S2样品改性层的耐磨性最好,相比于基材得到大幅度提高。Ti-Ag-N较Ti-Ag薄膜的耐磨性更好。基材和S1、S3样品膜层的磨损机制以磨粒磨损、粘着磨损及氧化磨损为主,而S2样品膜层磨损机制主要是磨粒磨损和氧化磨损。(4)通过磁控溅射制备的Ti-Ag、Ti-Ag-N薄膜相比于基材都表现出抗菌性能和耐磨性能,其中3mm镶嵌Ag靶材,Ar/N2为1:1的工艺参数制备的Ti-Ag-N表现出更优良的抗菌性和耐磨性能。
其他文献
目的探讨平均血小板体积(MPV)与脑白质疏松症(LA)的发生及认知功能下降是否存在相关性。方法纳入2014年1月至2016年4月于华北理工大学附属门诊及住院的192例LA患者为LA组和10
9.2.1“一相导通星形三相三状态”非桥式线路(1)导通状态分析导通顺序:所谓导通顺序是指电枢绕组各相通电的规律和与方式,在所分析的电动机中,导通顺序为U→V→W。电枢磁势相量图如
针对一类特殊的上三角矩阵,主要对其两种特殊形式下的矩阵与分块矩阵进行了分析及其应用研究,得到了矩阵Tn的几个性质和分块循环矩阵Bm,k行列式的一种低阶计算公式及其相关的
三角恒等变换是高考考查的重要知识点之一.但在角的合理转化,构造齐次式,均值不等式与三角恒等变换的综合,以及平面四边形中的三角恒等变换问题中,部分考生还显得捉襟见肘,力
新能源汽车是未来汽车产业的发展方向,人们的消费观念也会随着环保意识的加强而改变,未来市场需求潜力巨大,并能带动与此相关产业发展。吉林省新能源汽车产业发展对吉林省经
海底管道运输因具有连续、快捷、输送量大等诸多优点,一直是海洋油气输送的主要方式,随着海洋石油工业的蓬勃发展,高性能海底管线钢的开发已成为人们研究的热点。与陆上管道
开放实验室是一种新颖的实验教学模式,用于分子生物学的教学中,不仅可以提高课堂教学质量,而且有助于培养学生的生物思维能力,提高学生的知识创造力。该文针对分子生物学开放
对影响弱凝胶的性能因素进行了室内实验。在充分调研了国内外弱凝胶调驱技术现状基础上,结合辽河油田的地质特征和油藏物性参数,采用黏度法,通过改变聚合物、交联剂、稳定剂
出版物作为一种重要的信息源,为人们的思想沟通、学术交流、技术传播起着媒介传递的作用。插图是一种比文字更直观、易懂的信息传播手段,在出版物中出现的频率越来越高。随着
桥梁结构的安全性、可靠性和耐久性,对桥梁钢向高强度、高韧性、低屈强比、易焊接等多项指标集成的高性能化方向发展提出了明确的要求。为了研制开发出具有优异焊接性能的高性