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《哈尔滨工程大学》 2010年
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镍钛合金堵闭器钽镀层的制备与性能研究

王建军  
【摘要】:镍钛合金堵闭器是目前介入治疗先天性心脏病的主要器械之一,有关镍钛合金堵闭器的制备加工工艺及表面改性,对镍钛合金堵闭器在医学上的临床应用具有十分重要的意义。 钽是一种化学稳定性很强的金属,对人体无任何不良反应,很早即应用于医学,如骨骼的修补、血管缝合等。目前,由于具有高密度和较好的生物相容性,钽作为一种安全可靠的理想造影剂,广泛应用于临床。 本文主要利用磁控溅射的方法,对NiTi合金以及由NiTi合金丝材编织而成的堵闭器表面镀钽,研究钽镀层对NiTi合金表面微观结构、力学性能、耐蚀性和生物相容性的影响。 在NiTi合金表面磁控溅射镀钽时,主要研究了磁控溅射功率、溅射中工作压强和溅射基体温度对钽镀层表面微观结构、力学性能和耐蚀性等性能的影响,从而确定最佳溅射工艺,再对利用最佳溅射工艺制备的镀钽NiTi合金进行生物相容性的评价。实验研究中,采用X射线衍射(XRD)物相分析、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测定仪、纳米压痕技术、自动划痕仪、电化学测试系统和生物相容性测试等方法,对镀钽NiTi合金表面形貌、力学性能、耐蚀性和生物相容性进行了表征,并对镀钽NiTi合金丝材及堵闭器整体表面形貌、生物相容性、X-光可见性等进行了研究。 研究结果表明,利用磁控溅射方法在NiTi合金表面成功沉积了一层α-Ta薄膜,力学性能和耐腐蚀性能研究表明,在相同的溅射时间30min内,最佳工艺为:溅射功率100W,基体温度300℃,溅射压强0.45Pa,此工艺下溅射得到的钽镀层与NiTi合金基体的临界载荷超过60N,结合力较好;并且钽镀层提高了NiTi合金的耐腐蚀性。镀钽后NiTi合金表面粗糙度增加,表面由亲水性变为疏水性,生物相容性得到明显提高,钽镀层同时增强了NiTi合金在X-光下的可见性。对钽镀层影响最大的因素是溅射过程中基体温度,当基体不升温时,NiTi合金表面钽层由于存在较大的内应力,出现大量裂纹。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG174.4

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