沉積條件對(duì)人工心瓣含硅低溫?zé)峤馓课⒂^結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、人工心瓣是人體病變心瓣的替代品，通過心瓣置換手術(shù)可以挽救患者生命。含硅低溫?zé)峤馓烤哂辛己玫纳锵嗳菪?、化學(xué)惰性、高強(qiáng)度、高耐磨等優(yōu)點(diǎn)，是人工心瓣的首選材料。國內(nèi)外對(duì)熱解炭的研究大多集中在制備和性能測試方面，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)以及沉積機(jī)理的研究較少。關(guān)于應(yīng)用在人工心瓣的含硅低溫?zé)峤馓垦芯抠Y料更是匱乏，因此非常有必要對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
　　本文采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流化床化學(xué)氣相沉積工藝，在沉積溫度1250~1350 oC，丙烷濃度25~60％的范圍

2、內(nèi)，控制其他參數(shù)不變，制備了六種含硅低溫?zé)峤馓客繉訕悠?。通過X射線衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡和密度儀，研究了各樣品的微觀結(jié)構(gòu)；在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合涂層微觀結(jié)構(gòu)提出沉積機(jī)理；借沉積機(jī)理解釋了沉積溫度和丙烷濃度對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)研究了X射線衍射技術(shù)運(yùn)用到熱解炭微晶結(jié)構(gòu)測試方面需要注意的問題和解決方法，如峰形不對(duì)稱和穿透深度問題。發(fā)現(xiàn)單個(gè)樣品同一區(qū)域中熱解炭微晶結(jié)晶狀態(tài)連續(xù)分布在一個(gè)較差到相對(duì)較好的區(qū)間

3、內(nèi)；基體與涂層界面處熱解炭微晶石墨化度更高；隨著丙烷濃度的升高或者沉積溫度的降低，涂層中熱解炭微晶層間距增大、石墨化度降低、晶粒尺寸減小，碳化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。
　　(2)掃描電鏡下含硅低溫?zé)峤馓客繉佑深惽蛐晤w粒和片層狀結(jié)構(gòu)組成。透射電鏡下類球形顆粒從核心到最外圍的結(jié)構(gòu)依次為：內(nèi)核、多晶層、中高織構(gòu)層、過渡層和無定形炭層。沉積條件變化通過改變片層結(jié)構(gòu)和類球形顆粒的比例，以及類球形顆粒的融并情況，控制熱解炭的微觀形貌和密度。
　

4、　(3)涂層密度在1.73~2.03 g/cm3之間。片層狀結(jié)構(gòu)和類球形顆粒的比例、類球形顆粒的融并情況以及共沉于熱解炭中的碳化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，共同決定最終制備的熱解炭涂層密度。
　　(4)提出相應(yīng)沉積機(jī)理。氣相中：丙烷進(jìn)入反應(yīng)爐內(nèi)生成C2H2等小分子以及芳香化合物；芳香化合物通過縮聚、化學(xué)吸附長大形成PAHs；PAHs通過化學(xué)吸附增加面積，物理吸附堆疊形成晶核；晶核長大成為液滴?；w表面：氣相生成的小分子直接沉積在基體表面得到片層