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目的 探究高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)制备的氮化钛(TiN)薄膜在自然时效过程中,应力、薄膜/基体结合性能随时间的变化规律。方法 采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术,通过调控基体偏压(-50、-150 V),制备出具有不同残余压应力(3.18、7.46 GPa)的TiN薄膜,并采用基片曲率法、X射线衍射法、划痕法和超显微硬度计评价了薄膜的应力、薄膜/基体结合性能、硬度随时间的变化规律。结果 在沉积完成后1 h内,-50 V和-150 V基体偏压下制备的TiN薄膜压应力分别在3.12~3.39 GPa和7.40~7.55 GPa范围内波动,薄膜压应力没有发生明显变化;沉积完成后1~7天,平均每天分别下降28.57 MPa和35.71 MPa;7~30天,平均每天分别下降2.08 MPa和2.50 MPa;30~60天内,平均每天分别下降1.67 MPa和7.00 MPa。其压应力连续下降,且均表现出前期下降速率快,后期下降逐渐放缓的趋势。自然放置60天后,应力基本释放完毕,薄膜性质基本保持稳定。同时,薄膜/基体结合性能随时间逐渐变差,薄膜硬度下降。结论 HPPMS制备的TiN薄膜在自然时效过程中,其残余应力会随时间增加,连续下降,进而影响薄膜的力学性能。 相似文献
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类金刚石薄膜在人工关节摩擦配副表面改性的应用 总被引:1,自引:1,他引:0
关节置换术是目前治疗关节疾病最直接、有效的手段,随着国民经济的增长,人工关节在我国的需求量不断增加。介绍了常见人工关节的类型及特点,以及目前用于提高人工关节摩擦副表面耐磨损性及耐腐蚀性的方法,通过比较发现,类金刚石(DLC)薄膜在提高人工关节耐磨损、耐腐蚀性能方面具有更好的应用前景。阐述了DLC薄膜结构、性能及其制备方法,并结合目前DLC薄膜在人工关节摩擦配副表面改性中应用所面临的主要问题,介绍了目前用于降低DLC薄膜内应力、增加DLC薄膜/基体结合力的方法。最后,针对 DLC 薄膜应用于人工关节摩擦配副表面改性中存在的缝隙腐蚀及结合失效问题,并结合人工关节体内服役环境特点,提出了利用金属离子催化人工关节摩擦配副表面吸附蛋白的变性、分解,形成致密生物薄膜,对DLC薄膜的磨痕和缺陷进行修复的思想,展望了新型DLC薄膜在人工关节表面改性中的应用前景。 相似文献
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采用非平衡磁控溅射法在血管支架上制备Ti-O薄膜、重点研究了支架表面薄膜厚度、内外表面薄膜差异及两种变形方式下薄膜的力学性能.支架表面积用精密MES电子天平称得质量计算得到,薄膜厚度通过薄膜质量与支架表面积的关系求得;用X-射线电子能谱(EDX)分析了支架内外表面薄膜成份及含量;对支架压缩、撑开并选取变形量大、应力集中单元筋进行研究,用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜是否有破坏.结果表明,在该工艺下支架表面薄膜平均厚度为9.98nm,支架内外表面薄颜色泽均匀,薄膜附着性良好,在支架压缩和撑开过程中,应力大的单元筋表面没有观察到薄膜的开裂、剥落,薄膜的力学性能可靠. 相似文献
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等离子体浸没离子注入和沉积技术制备TiN薄膜研究 总被引:1,自引:1,他引:0
利用多功能等离子体浸没离子注入设备 ,采用等离子体浸没离子注入和沉积技术在Ti合金表面制备具有优异力学性能的TiN薄膜。研究了真空室中氮气存在状态及氮气压力对薄膜性能的影响 :当氮以中性气体存在于真空室中 ,薄膜的生长主要受热力学因素控制 ,沿着低自由能的密排面 (低指数面 )TiN(1 1 1 )择优生长 ;当氮以等离子体状态存在于真空室中 ,薄膜沿着高指数面TiN(2 2 0 )择优生长 ,具有高硬度、耐磨性好的优点 ,并且随着N分压的提高 ,薄膜耐磨性提高 相似文献
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采用非平衡磁控溅射技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜。通过改变氮气和氩气分压比(PN/PAr)和基体偏压,制备出不同结构、性能的氮化钛薄膜。采用X射线衍射技术、原子力显微镜、PS-168型电化学测量系统、CSEM球盘摩擦磨损实验机、HXD-1000 knoop显微硬度仪等研究了薄膜的结构、表面形貌、耐腐蚀性能与机械性能。结果表明,采用非平衡磁控溅射技术制备出了致密的氮化钛薄膜。当PN/PAr较小时,氮化钛薄膜中存在Ti2N时,Ti2N相可以有效提高薄膜的硬度和耐磨损性能;当PN/PAr增加到0.1时,薄膜硬度达到最大,耐磨损性能最优;随着PN/PAr的继续增大,氮化钛薄膜中主要存在TiN相,氮化钛薄膜的复合硬度和耐磨损性能降低。在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜可以显著提高其在Hanks类体液中的耐腐蚀性能。 相似文献
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针对工程材料课程教学中存在的问题,提出了教学改革的具体方案,即通过改革理论教学和试验教学的内容体系及教学方式,构建立体化教学资源和教学平台,采用课堂教学与网络教学结合的立体化教学模式,结合现代教学技术与传统教学手段的优势,提高教学质量,培养学生的创新及实践能力. 相似文献
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磁过滤真空弧源沉积C/C多层复合膜的结构和力学性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
采用磁过滤直流阴极真空弧源沉积技术在不锈钢基体表面制备了C/C多层复合膜,通过X射线光电子能谱、Raman光谱对薄膜的结构进行表征;C/C多层膜大气下的摩擦损性能在销盘式摩擦磨损试验机上进行;用洛氏压痕法研究了薄膜与基体的结合强度.结果表明:C/C多层复合膜为类金刚石结构.它与SiC球大气下的摩擦系数为0.10左右,其摩损性能由于多层膜的引入而显著提高.Ti过渡层的引入显著提高了膜基结合力. 相似文献
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采用非平衡磁控溅射沉积技术制备微图形化的Ti-O薄膜,通过在微图形化的薄膜表面培养内皮细胞的方法,研究了微图形及表面物理化学性能对细胞生长行为的影响.结果表明,微图形尺寸减小到某一尺度范围之内会对内皮细胞在材料表面的生长起到接触引导作用,促进细胞在其表面生长;同时,表面成分、结构和表面能参数γsp/γsd也在一定程度上影响内皮细胞的生长行为.采用溅射技术使材料表面具有一定特征的表面微观形貌,能够引导和促进细胞在材料表面的生长,溅射技术制备微图形化表面可能成为等离子体生物材料表面改性的一个新的技术手段. 相似文献
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