TiNi合金表面DLC膜的組織結構與腐蝕行為和血液相容性.pdf

1、本文采用等離子浸沒離子注入和沉積技術成功地在TiNi合金表面制備了類金剛石（DLC）膜，以乙炔和石墨為碳源制備的DLC膜記為DLCa和DLCg膜。采用Raman光譜、X射線光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）、原子力顯微鏡（AFM）、納米壓痕技術、劃痕試驗、電化學測試技術和體外試驗系統研究了TiNi合金表面DLC膜的表面特性、微觀組織結構、力學行為、腐蝕行為以及血液相容性。
　　研究發(fā)現，制備工藝對DLC膜的表面特性和結構

2、影響較大。隨著脈沖偏壓的增大， DLC膜的表面 RMS降低、sp3/sp2比值先增大后減小。工作氣壓增大，DLCg膜的表面 RMS增大，而 sp3/sp2比值降低。高峰值脈沖偏壓制備的DLC膜在膜與基體之間形成成分梯度過渡層。
　　隨著脈沖偏壓的增大，DLC膜的納米硬度和彈性模量先增大后減?。籇LCg膜與基體的結合力先增大后減小。隨工作氣壓的增大，DLCg膜的納米硬度、彈性模量和膜基結合力均減小。TiNi合金表面 DLCg膜的sp

3、3/sp2比值越高，納米硬度和彈性模量越大，DLCg膜的抗載荷能力越強，因而膜基結合力越高。
　　TiNi合金表面制備 DLC膜，提高了抗腐蝕性能，有效地抑制了Ni離子析出。DLC膜極化阻抗和擊穿電位隨著脈沖偏壓增大先增大后減小，隨工作氣壓增大而降低。制備工藝不同對DLCg膜的腐蝕機制有顯著影響，工作氣壓較高，缺陷多、結合力較差，腐蝕形式主要為點蝕；工作氣壓較低，DLCg膜均勻致密、與基體結合力較高，腐蝕形式主要為均勻腐蝕。這種腐

4、蝕形式被加速老化試驗證實。
　　DLC膜改善了TiNi合金表面的血液相容性。DLC膜表面血小板粘附數量和激活率隨著脈沖偏壓的增大先減小后增大；隨著工作氣壓的增大而增大。
　　在綜合分析TiNi合金表面DLC膜的組織結構－性能－制備工藝之間內在聯系的基礎上，闡明了決定DLC膜提高TiNi合金表面力學性能，改善生物相容性的本質。在脈沖偏壓20kV，工作氣壓0.02Pa下制備的DLC膜的sp3/sp2比值高，納米硬度高，承載能力強