INFLUENCE OF SURFACE MODIFICATION OF Ti BY FLUORINE ION-IMPLANTATION ON FORMATION AND EXPRESSION OF COLLAGEN-I ON OSTEOBLAST

应用等离子体浸没离子注入装置对纯Ti表面进行氟离子注入, 通过SEM和XPS分析研究材料的表面形貌和化学组成. 将MG-63成骨细胞接种于氟离子注入前、后的 Ti样品表面, 采用激光共聚焦显微镜观察材料表面对成骨样细胞MG-63 I型胶原形成的影响; 逆转录聚合酶链反应检测I型胶原mRNA的表达; 蛋白印迹法检测I型胶原蛋白的表达. 结果表明, 氟离子注入后Ti样品表面新出现TiF3; 且MG-63细胞在其表面分别培养6, 24和48 h后, I型胶原的形成和表达均明显高于纯Ti表面. 含氟表面改性层可提高Ti材料的生物相容性.     

氟离子注入纯Ti表面改性对成骨细胞Ⅰ型胶原形成和表达的影响

应用等离子体浸没离子注入装置对纯Ti表面进行氟离子注入,通过SEM和XPS分析研究材料的表面形貌和化学组成．将MG-63成骨细胞接种于氟离子注入前、后的Ti样品表面,采用激光共聚焦显微镜观察材料表面对成骨样细胞MG-63Ⅰ型胶原形成的影响;逆转录聚合酶链反应检测Ⅰ型胶原mRNA的表达;蛋白印迹法检测Ⅰ型胶原蛋白的表达．结果表明,氟离子注入后Ti样品表面新出现TiF3;且MG-63细胞在其表面分别培养6,24和48h后,Ⅰ型胶原的形成和表达均明显高于纯Ti表面．含氟表面改性层可提高Ti材料的生物相容性．     

ZnHA/TiO2复合涂层的制备及生物相容性

为改善羟基磷灰石(HA)涂层与Ti基体的结合性能及成骨性能,在纯Ti表面先通过微弧氧化方法形成多孔TiO2,然后通过溶胶-凝胶法在其上形成ZnHA生物涂层.利用SEM和XRD观察和分析样品的表面形貌和物相组成,采用火焰原子吸收分光光度法测量Zn2十的释放浓度.将MG-63细胞直接接种于样品表面,评价成骨细胞在样品表面的...     

Ag和Ta离子双注入改善Ti6Al4V合金耐磨性能

采用Ag和Ta离子双注入对医用Ti6Al4V合金进行表面改性, 即以Ag离子1.0×10¹⁷ cm^-2 先注入、以Ta离子1.5×10¹⁷ cm^-2 后注入合金样品表面. 采用纳米力学探针研究离子注入前、后Ti6Al4V样品表面硬度随压入深度的变化, 利用多功能摩擦磨损试验机分析离子注入前、后样品的耐磨性, 利用XRD和XPS研究样品表面的物相组成和元素化合态. 结果表明, 离子注入后样品磨损量降低了77%. 耐磨损性能的明显改善归因于样品硬度增加, 磨损开始阶段保持低摩擦系数的时间较长和离子注入后合金固溶强化.     

碳离子注入医用Ti性能研究

采用等离子体浸没离子注入与沉积(PIIID)技术将碳离子注入Ti基体,研究碳离子注入对材料表面形貌、结构和组成的影响,评价改性材料的表面亲水性、荷电性、力学性能、耐腐蚀性以及细菌黏附能力和细胞相容性,探讨材料的结构和组成对其生物学性能的影响。结果表明,碳等离子体浸没离子注入与沉积(C-PIIID)技术处理的Ti基体表面主要由无定形碳组成。经碳离子注入改性,Ti表面形貌无明显变化,但其疏水性增加,表面负电性提升,表面力学性能和耐腐蚀性能得到提高。基体表面细胞的黏附、铺展和增殖情况良好,同时对大肠杆菌的黏附具有一定的抑制作用。     

灭活细菌生物膜杂化Ti金属材料的生物活性研究

为调控生物活性Ti金属材料的生物活性,使用灭活的细菌生物膜对其进行杂化。金黄色葡萄球菌(S.aureus)在纯Ti(P-Ti)和酸碱处理Ti(AA-Ti)表面培养5 d后在121℃、0.13 MPa条件下灭活30 min,获得细菌生物膜杂化的纯Ti(BP-Ti)和酸碱处理Ti(BAA-Ti)。BCA蛋白分析和苯酚-硫酸分析表明,在BAA-Ti表面的细菌生物膜的细胞外基质较BP-Ti表面细菌生物膜的细胞外基质含较多蛋白,而后者含有较多的多糖。酶免疫分析表明,在BP-Ti和BAA-Ti表面的肠毒素都低于阈值。模拟体液(SBF)浸泡实验表明,BAA-Ti和BP-Ti在5 d内均可诱导磷灰石形成,但BAA-Ti诱导磷灰石能力低于BP-Ti。AA-Ti在1 d内可诱导磷灰石生成,但在5 d内P-Ti表面无磷灰石生成。表明生物膜提高了BP-Ti的生物活性,但降低了BAA-Ti的生物活性。这可能源于生物膜中多糖有利于促进磷灰石的形成,而其中的蛋白抑制磷灰石的形成。MG-63细胞培养实验表明,细胞增殖能力顺序为:BAA-TiBP-TiAA-TiP-Ti,表明生物膜中的蛋白抑制细胞的增殖。Ti表面杂化的生物膜显著影响Ti金属材料的生物学性能,可通过表面杂化生物膜的方式实现对Ti的生物活性的调控。     

碳离子注入纯锆后在1 mol/L硫酸溶液中的腐蚀行为

为了研究碳离子注入对纯锆耐蚀性的影响,用MEVVA源对纯锆样品进行了1×1016ions/cm2至1×1017ions/cm2的碳离子注入,注入加速电压为40 kV.用X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子谱(AES)分析了注入样品表层元素的价态和深度分布.透射电镜(TEM)用来观察碳离子注入样品的微观结构;碳离子注入样品后相结构的变化用掠角X射线衍射(GAXRD)来检测.纯锆注入样品随后浸入1 mol/L的硫酸溶液中,测其极化曲线以评价其耐蚀性.发现碳离子注入极大地提高了纯锆基体的耐蚀行为,剂量越高,耐蚀性越好.最后,对碳离子注入导致纯锆基体腐蚀行为发生改变的机理进行了讨论.     

聚苯醚金属离子注入改性层的硬度和磨擦学性能

为研究离子注入技术对聚苯醚（PPO）的表面硬度和耐磨性的提高效果,分别将3种剂量（2×1015 cm－2、1×1016 cm－2和1×1017 cm－2）的Al、Ti 、Fe离子注入PPO。纳米硬度测量显示,1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO后其硬度由0.369 GPa增至1.433 GPa,离子注入使PPO表面形成一层交联层,导致其硬度提高。磨损实验表明,3种离子注入后均可使PPO的耐磨性提高,摩擦因数下降;其中1×1016 cm－2 Ti离子注入PPO的磨损体积降为原来的0.4%,摩擦因数下降了40％。红外光谱分析表明,离子注入后PPO表面形成羟基和羰基等新的基团,羟基的形成主要与表面微量吸水有关。电子自旋共振(ESR)分析显示离子注入可以形成自由基,离子注入诱发交联的方式主要为自由基交联。     

Ag离子注入Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能研究

采用注入不同剂量5×1016, 1×1017, 5×1017和9×1017ions/cm2,加速电压30 kV对Ti6Al4V合金进行Ag离子注入表面改性。使用动电位极化曲线研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,利用小角掠射X射线衍射技术研究Ag离子注入前后Ti6Al4V合金表面物相组成,用X射线光电子能谱技术分析离子注入合金表面和腐蚀样品表面元素存在的化合态。结果表明,Ag离子注入提高了合金抗Hank’s溶液腐蚀性能,腐蚀电流密度随Ag离子注入剂量的增加稍有变化。离子注入Ti6Al4V合金表面的氧化物腐蚀阻挡层、离子注入表面合金层和表面生成的Ag和TiAg有利于合金抗Hank’s溶液腐蚀性能的改善     

镁合金表面离子注Ti耐蚀性能的研究

镁合金以其优越的性能在工业上的应用越来越广泛,但是其耐蚀性、耐磨性较差,硬度较低的缺点限制了它的大量使用.利用改进的金属蒸发弧放电离子源(MEVVA)在AZ31镁合金表面注入Ti离子,形成Ti离子注入改性层,以期提高镁合金表面的耐蚀性能.注入能量为45keV,注入剂量为3×1017 cm-2.注入后镁合金表面形成厚度约为450nm的注入层,用SEM、XRD分析了Ti离子注入层的表面形貌和相结构.用CS300P型电化学工作站测试了注入前后镁合金的耐蚀性,结果表明镁合金表面耐蚀性能显著提高.     

氢对纯镍钝化膜的影响

研究了氢对纯镍阳极极化和钝化膜形成及耐蚀性能的影响。结果表明：预充氢会降低纯镍的自腐蚀电位,使其出现明显的活化区和临界钝化电流,缩短钝化区域;提高钝化电流密度和延长钝化膜的形成时间。固溶氢降低钝化膜的稳定性,增大膜的自活化能力;并导致钝化膜出现明显的孔蚀,膜的孔蚀电位随固溶氢含量的增加而降低。     

金属/陶瓷润湿性的研究现状

金属 /陶瓷润湿性是材料科学中普遍存在的现象 ,人们很早就开始了这方面的研究。研究金属对陶瓷的润湿性对开发新型金属 /陶瓷体系 ,探寻和发展材料的制备技术 ,制备高性能金属 /陶瓷复合材料有着重要的现实意义。本文从陶瓷 /金属的润湿现象及其机理出发 ,介绍了润湿性研究的实验研究方法 ,并探讨改善润湿性的途径     

活性元素对合金高温氧化的作用机制

合金内添加微量活性元素可以显著改善合金的抗高温 氧化性能.活性元素效应已在高温合金和抗高温氧化的防护涂层上得到大量应用,而其微观 作用机制尚未完全明了.本文综述了已有的活性元素微观作用模型,并分析了各种模型存在 的缺点,对国内的研究成果也作了总结.同时指出未来着重解决的问题.     

深海环境下静水压力对纯镍腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗和Mort-Schottky等电化学测试方法,研究了在室温、3.5% NaCl溶液条件下,静水压力对纯镍的钝化膜性能的影响.结果表明:随着静水压力的增加,纯镍的腐蚀速度增大,阴极过程保持不变,阳极过程加速.静水压力对阳极过程的影响:一方面提高纯镍钝化膜的抗腐蚀能力,使钝化膜中的受主密度减小,空间电荷层的厚度增加;另一方面,恶化了纯镍的钝化膜腐蚀抗腐蚀能力,使钝化膜变得不稳定,并且表现出较高的化学溶解速度和空穴扩散系数.静水压力对纯镍钝化膜的恶化作用比提高作用对阳极过程的影响更大,导致纯镍的抗腐蚀能力随着静水压力的提高而减小.     

氢对纯铁钝化膜电子性质的影响

采用电化学、光电化学和交流阻抗等方法研究了氢对纯铁钝化膜形成过程和电子性质的影响。结果表明氢的存在会延长钝化膜的形成,增加稳态钝化条件下的溶解速率;氢能提高钝化膜光电流、降低禁带宽度;氢促使钝化膜的电容和掺杂浓度升高,并降低膜的平带电位。     

联合保护在码头钢桩上的应用技术探讨

在已建码头的钢桩上实施外防腐层和阴极保护的联合保护,施工的可行性是首要的考虑对象,其次要求设计合理、准确.文中介绍了舟山某码头的防腐设计施工,为类似海上项目的开展提供一些经验和借鉴.     

不锈钢载波钝化参数对钝化膜层耐蚀性的影响

运用电化学交流阻抗谱、原子力显微镜研究了在不同的载波钝化参数下形成的不锈钢钝化膜的耐蚀性,测定了极化电阻值Rp和相应的钝化膜的表面形貌。结果表明：载波钝化条件参数对膜层的耐蚀性有较大的影响,各参数(频率、占空比、高电位、低电位)的变化使得电极表面钝化膜的形貌发生很大的变化,从而影响到膜层的耐蚀性。     

碳化钽的加入方式对合金结构和性能的影响研究

对TaC加入到合金中的方式进行了研究，结果表明，以固溶体形式加入的合金的WC相和TiC－TaC－WC相较之以单质（TaC）形式加入的合金的WC相和TiC－TaC－WC相有较粗的亚晶结构和较小的微观应变。与此相对应的是，合金亦具有较好的物理力学性能和较长的切削寿命。     

扩散阻挡层对Cu-Zr纳米合金膜电阻率与残余应力的影响

用磁控溅射和离子束溅射共沉积的方法分别在以单晶硅为基体的TiN,TaN,ZrN扩散阻挡层上沉积了Cu-Zr合金膜,膜在400℃氮气中退火1h.结果表明扩散阻挡层对膜的晶体取向、电阻率和残余应力有很大影响.沉积态的膜具有强的（111）取向,且峰型严重展宽;退火后峰型明显锐化,出现（200）等晶体取向;对应TiN,TaN;ZrN三种扩散阻挡层,膜的电阻率在沉积态时分别达108,327和478μΩ·cm,退火后降至正常的数个μΩ·cm;扩散阻挡层亦可明显降低膜的残余应力,无扩散阻挡层时膜的退火应力达475MPa,有ZrN扩散阻挡层后退火应力降至149MPa.     

混凝土超声检测中含水率对声速影响的研究

在混凝土强度超声检测过程中，分析了含水率对混凝土中超声声速的影响程度，建立了混凝土水饱和状态和绝干状态超声声速与自然干燥状态声速的换算公式，并提出了在超声波测强曲线中引入含水率项的建议。