醫(yī)用316L不銹鋼表面Ti-TiB2多層膜制備及生物摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、醫(yī)用316L不銹鋼在醫(yī)療器械中獲得廣泛應(yīng)用，然而在臨床使用過程中仍然存在耐磨性能不足等一些問題。本文通過磁控濺射法在316L不銹鋼表面制備Ti/TiB2仿生多層膜，并著重研究了仿生多層膜的調(diào)制結(jié)構(gòu)（調(diào)制比、調(diào)制周期）、摩擦學(xué)因素（載荷、頻率）與Hank's模擬體液的pH值對(duì)多層膜生物摩擦學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明:采用磁控濺射法制備的Ti/TiB2多層膜，具有明顯的層狀周期結(jié)構(gòu)，各子層界面清晰，薄膜表面平整、結(jié)構(gòu)致密。隨著調(diào)

2、制比的增加，多層膜中TiB2層具有(001)方向擇優(yōu)生長(zhǎng)取向。
　　隨著調(diào)制比與調(diào)制周期的增加，多層膜與對(duì)磨副UHMWPE間的摩擦系數(shù)呈先下降后上升的趨勢(shì)。當(dāng)調(diào)制比為5、調(diào)制周期為4時(shí)摩擦系數(shù)最小(0.126)，相對(duì)于316L不銹鋼降低了34.3％。隨著調(diào)制比與調(diào)制周期的增加，多層膜的開路電位(OCP)呈先上升后下降的趨勢(shì)，調(diào)制比為5、調(diào)制周期為4時(shí)OCP最高為-0.237 V。所有的多層膜均能減輕316L不銹鋼表面的粘著磨損和磨

3、粒磨損程度，也降低了對(duì)磨副UHMWPE的磨損量。
　　隨著載荷與頻率的增加，316L不銹鋼的摩擦系數(shù)和UHMWPE的磨損量都呈逐漸上升的趨勢(shì)，且粘著現(xiàn)象加劇;而載荷與頻率對(duì)多層膜的摩擦系數(shù)、UHMWPE的磨損量以及磨痕形貌影響較小。隨著載荷與頻率的增加，316L不銹鋼和多層膜的OCP和摩擦后的自腐蝕電位都有不同程度的下降。
　　模擬體液的pH值對(duì)多層膜的摩擦系數(shù)和UHMWPE的磨損量影響較小、變化不明顯，多層膜在酸性與堿性溶