Ag、Cu離子注入醫(yī)用金屬材料表面改性研究.pdf

1、MEVVA 離子注入技術(shù)是最近十幾年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型表面改性技術(shù)。本文采用 MEVVA 離子注入技術(shù)，對(duì)生物醫(yī)用金屬材料--317L不銹鋼、純鈦 TA2和 Ti6A17Nb合金進(jìn)行表面改性，分別系統(tǒng)研究Cu和Ag離子注入對(duì)其抗菌性能、顯微硬度、摩擦磨損性能和耐腐蝕性能的影響，本研究對(duì)金屬植入物表面性能的改善具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 離子注入采用80 keV的能量，銅離子注入劑量為0.5×10<'17>ions/cm<'2>,

2、1×10<'17>ions/cm<'2>，2×10<'17>ions/cm<'2>和4×10<'17>ions/cm<'2>，銀離子注入劑量為0.5×10<'17>ions/cm2．1×10<'17>ions/cm<'2>，1.5×10<'17>ions/cm<'2>和2×10<'17>ions/cm<'2>。采用瓊脂平板法測(cè)定試樣抗金黃色葡萄球菌性能。測(cè)定了離子注入后試樣的比磨損率，摩擦系數(shù)，顯微硬度、耐蝕性能和離子溶出濃度。本實(shí)驗(yàn)還

3、對(duì)注入層的微觀結(jié)構(gòu)、磨痕形貌，注入層成分及深度分布進(jìn)行分析。 試驗(yàn)研究結(jié)果表明，未注入試樣不具有抗菌效果，隨著銅、銀離子注入劑量的提高，試樣的抗菌性能逐漸提高。當(dāng)銅、銀離子注入劑量分別達(dá)到4×10<'17>ions/cm2和1．5×10<'17>ions/cm<'2>時(shí)，三種試樣的抗菌率達(dá)到99﹪以上?？咕鷻C(jī)理為從金屬基體中溶出的Ag<'+>和Cu<'2+>與細(xì)菌發(fā)生相互作用從而殺滅細(xì)菌。 銅、銀離子注入后，提高了材料表

4、面力學(xué)性能。其中，顯微硬度分別比未注入樣品提高8.48～46.9﹪和3.88～46.8﹪，比磨損率分別比未注入樣品降低5．79～45.5﹪和12.87～53.29﹪。鈦及其合金表現(xiàn)出明顯的磨粒磨損特征，且有粘著的痕跡，317L不銹鋼主要為磨粒磨損。當(dāng)銀、銅離子注入劑量為1×10<'17>ions/cm<'2>時(shí)，三種材料具有最佳的耐磨損性能。動(dòng)電位試驗(yàn)結(jié)果表明銅離子注入的三種材料的耐腐蝕性能略有下降，銀離子注入的試樣保持與未注入試樣良好