金屬材料表面生物磁性薄膜的研究.pdf

1、血管內(nèi)支架植入術(shù)后再狹窄是介入心臟病學(xué)領(lǐng)域的重要課題，目前血管支架的材料絕大多數(shù)為316L不銹鋼，對其進(jìn)行表面改性是新材料領(lǐng)域的一個重要研究方向，常用電鍍或等離子噴涂法將鉑、鈀、黃金等金屬包覆在316L不銹鋼支架表面，以提高其抗腐蝕性和血液相容性。近年來研究還表明，恒磁場對損傷因子作用下的血管平滑肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞可產(chǎn)生明顯的生物學(xué)效應(yīng)，應(yīng)用恒磁場防止血管支架術(shù)后再狹窄具有良好的前景。為提高316L不銹鋼磁性，并解決其固有的腐蝕性和生物相

2、容性問題，可考慮將生物相容性好的磁性材料應(yīng)用于不銹鋼支架的表面改性，即發(fā)展磁性血管內(nèi)支架。 本文采用電弧離子鍍技術(shù)，在316L不銹鋼基體和純鈦基體上制備Fe膜、Pd膜、Fe/Pd多層膜、Fe/Pt膜和Pt/Fe/Pt磁性薄膜，沉積態(tài)的Fe/Pd薄膜，形成了fcc結(jié)構(gòu)的無序的Fe/Pd相，此薄膜呈現(xiàn)軟磁行為，它的矯頑力很低，而沒有形成硬磁性fct結(jié)構(gòu)的Fe/Pd相，為使這些薄膜產(chǎn)生磁硬性，必須通過熱處理，使Fe/Pd薄膜形成一定厚

3、度的Fe-Pd擴(kuò)散層，同時使Fe/Pd薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)從化學(xué)無序的fcc相轉(zhuǎn)變成有序的fct相，從超順磁性變成鐵磁性。本文采用不同的熱處理工藝對試樣進(jìn)行真空熱處理，觀察膜層表面形貌、斷面形貌和相轉(zhuǎn)變，確定最佳熱處理工藝為500℃保溫15min，并采用沉積薄膜的同時在沉積室內(nèi)加熱500℃進(jìn)行真空熱處理，用X射線衍射，掃描電鏡，電子能譜研究了Fe/Pd多層膜的晶體結(jié)構(gòu)，形貌和成分，用CTCC-1數(shù)字磁通磁場測量儀測量了所制備的樣品的磁性。成功地

4、形成了具有fct結(jié)構(gòu)的FePd有序相，獲得具有較高磁能積的永磁體。 制備Fe和Pd單層膜，分別采用稱重法和掃描電鏡分析法測量膜層厚度，利用單位時間內(nèi)制備的Fe和Pd膜的膜層厚度計(jì)算Fe和Pd膜的沉積速率，然后在制備Fe/Pd多層膜薄膜中，利用沉積時間和電弧電流控制不同膜層的厚度，以制備Fe和Pd原子比比為1比1的fct結(jié)構(gòu)的FePd磁性薄膜。 本文為了探索不同膜層數(shù)與剩磁的量效關(guān)系，制備不同膜層數(shù)的Fe/Pd多層膜，經(jīng)熱

5、處理后，檢測剩磁值及表面磁場強(qiáng)度，得到了不同剩磁的Fe/Pd薄膜，在316L不銹鋼基體和純鈦基體上Fe/Pd薄膜剩磁都隨著膜層數(shù)的增加而增加，當(dāng)膜層數(shù)相同時，在316L不銹鋼基體上Fe/Pd薄膜的剩磁高于純鈦基體上Fe/Pd薄膜的剩磁。分析其磁性能及微觀組織形貌，確定最佳涂層工藝。利用此工藝在支架上鍍磁性膜，并進(jìn)行血液相容性的研究，溶血率測試和動態(tài)凝血時間測定表明沉積Fe/Pd生物磁性膜的316L不銹鋼支架的血液相容性明顯好于未鍍膜的3