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《哈尔滨工业大学》 2006年
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TiNi合金表面氟和氮掺杂DLC膜的组织结构与生物相容性

王志学  
【摘要】: 本文采用等离子浸没离子注入与沉积技术成功地在TiNi合金表面制备了氟化类金刚石(F-DLC)膜和氮化类金刚石(N-DLC)膜:以石墨和CF4为源制备了F-DLC膜;以石墨和N2为源制备了N-DLC膜。采用X射线光电子能谱(XPS)、激光Raman光谱、红外吸收光谱、原子力显微镜(AFM)、纳米压痕技术、划痕试验、电化学试验和血小板粘附试验系统地研究了TiNi合金表面F-DLC膜和N-DLC膜的化学结构、表面特性、力学性能、腐蚀行为和血液相容性。 研究发现,掺杂量对DLC膜的结构和表面形貌有显著影响。随着CF4流量的增加,F-DLC膜中sp3/sp2的比值降低,膜表面粗糙度的均方根值(RMS)减小;而随着N2流量的增加,N-DLC膜中的sp3/sp2的比值降低,RMS增大。 随着掺杂元素含量的增加,DLC膜的纳米硬度和弹性模量降低。纳米划痕试验和大载荷划痕试验结果均表明,掺杂对DLC膜的膜基结合力的影响与掺杂元素有关:随着CF4流量的增加,F-DLC膜与TiNi基体之间的结合力变差;随着N2流量的增加,N-DLC膜与基体之间的结合力先升高后降低。 电化学腐蚀试验结果表明,随着CF4流量的增加,F-DLC膜的耐腐蚀性能先增加后降低;而掺入N元素降低了DLC膜的耐腐蚀性能。 疏水性测试和血小板粘附试验结果表明,掺入F元素使DLC膜的接触角增加,提高了疏水性能,降低了血小板粘附数量,提高了DLC膜的血液相容性;掺入N元素降低了DLC膜的疏水性能,血小板粘附数量增加,降低了DLC膜的血液相容性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG179

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【参考文献】
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