钛合金表面Si-N-O薄膜的制备及其性能研究

采用非平衡磁控溅射（UBMS450）法在钛合金表面制备了Si-N-O薄膜。研究结果表明：氮气流量对薄膜的化学结构、力学性能有很大影响。X射线光电子能谱（XPs）表征显示，随着氮气流量由5ml／min增加到20ml／min，薄膜中的N／Si比从0．36增加到了1．1，力学性能在氮气流量为15ml／min时达到最大值。     

掺杂氧化钛薄膜的制备与血液相容性研究

本文利用磁控溅射技术制备了Ta5+掺杂的TiO2 薄膜 ,并采用动态凝血时间、血小板粘附及血小板变形等方法进行了薄膜材料的血液相容性测试。结果表明 ,Ta5+掺杂的TiO2 薄膜具有良好的血液相容性 ,且在一定的掺杂量条件下具有最佳值。     

氧化钛薄膜的血液相容性研究

本文研究了离子束增强沉积技术制备的氧化钛薄膜的血液相容性与薄膜的结构，成分，表面能，以及蛋白质在薄膜表面的吸附之间的关系。实验表明，血液相容性是表面能和功函数共同作用的结果。表面能决定蛋白质的吸附量，功函数决定蛋白质的变性。     

激光脉冲能量对四面体非晶碳薄膜的结构及血液相容性的影响

采用脉冲激光方法制备了sp3/sp2不同比率的四面体非晶碳薄膜.利用拉曼光谱、紫外可见光谱等材料表征方法, 研究了脉冲激光能量对四面体非晶碳薄膜的微结构及血液相容性的影响.结果表明:脉冲激光能量显著影响四面体非晶碳薄膜中sp3/sp2的比率,调控单脉冲激光能量范围为150～250mJ,可使薄膜的光学带隙从1.41～2.44eV发生变化.血小板粘附实验和动态凝血实验表明制得的薄膜具有优良的血液相容性.分析了四面体非晶碳薄膜的抗凝血机理.     

氢等离子体改性TiO2薄膜血液相容性研究

采用非平衡磁控溅射法制备金红石相TiO2薄膜,并用氢等离子体对TiO2薄膜进行了表面改性.XRD结果表明,改性薄膜的结构并没有发生变化, FTIR检测薄膜中没有发现明显的-OH基团.XPS分析表明,氢还原后薄膜次表面出现了氧缺位.浸润性实验结果表明,氢还原TiO2薄膜的亲水性有轻微的减弱.血小板黏附实验发现,在还原温度较低、时间较短(110℃、15min)时,TiO2薄膜的血液相容性得到明显改善,这与氧缺位的量有关,适量的氧缺位能改善TiO2薄膜的血液相容性.     

可降解纯铁薄膜的制备和血液相容性

用磁过滤阴极真空弧源法在单晶硅基片上制备纯铁薄膜,分析了薄膜表面的组成、元素价态和薄膜的物相结构,研究了薄膜的腐蚀降解行为和抗凝血性能.结果表明:具有纳米品粒的纯铁薄膜其腐蚀速率低于普通晶粒的纯铁,在纯铁薄膜表面粘附的血小板数量少于316L不锈钢,且激活和团聚比较轻微,增生的伪足数量比较少;纯铁薄膜表面对血浆中的凝血因子激活比较轻微,具有较好的抗腐蚀性和血液相容性.     

NiTi合金上沉积氮化碳薄膜的力学和血液相容性研究

采用磁控溅射法在生物医用NiTi合金基体表面制备了Ti/CN_x（x≈0.26）梯度薄膜,并制备了Ti/类金刚石(DLC)以及Ti/TiN薄膜进行对比研究. 利用显微硬度计、划痕仪比较分析了上述各薄膜的力学性能,通过表面接触角法研究了薄膜的亲水性. 着重测试并分析了溶血率和血小板粘附行为,进而对薄膜的血液相容性进行评估. 结果表明：Ti/CN_x梯度薄膜与NiTi合金基底的结合牢固,结合力达到63.6N. Ti/CN_x薄膜硬度为23.01GPa,和Ti/TiN薄膜硬度相当,略高于Ti/DLC薄膜. 溶血率和血小板粘附试验表明,Ti/CN_x梯度薄膜能有效改善NiTi合金基底的亲水性和血液相容性,与Ti/TiN和Ti/DLC薄膜相比,Ti/CN_x梯度薄膜具有最小的溶血率,仅为1.12％,并且无论在血小板的粘附数量还是在血小板变形程度都最少,因此具有良好的血液相容性.     

超细晶粒钛表面掺钽TiO2薄膜的微结构及血液相容性研究

采用直流反应磁控溅射法在超细晶粒钛表面沉积掺钽TiO2薄膜,研究了不同掺Ta量对超细晶粒钛表面TiO2薄膜结构、形貌和血液相容性的影响规律.结果表明,超细晶粒钛具有强烈的诱导金红石相形核效应,室温下可以获得超过90%含量的金红石型TiO2;Ta的掺入具有细化薄膜晶粒并抑制金红石相形成的作用;掺入少量Ta的TiO2薄膜具有较优的血液相客性;掺入过量Ta的TiO2薄膜为无定形结构,因抑制金红石相形成反而恶化TiO2薄膜的血液相容性.     

真空磁过滤电弧离子镀沉积Ti-O薄膜及其血液相容性

采用真空磁过滤电弧离子镀技术在单晶硅(100)和载玻片表面沉积Ti-O薄膜,研究了不同氧分压(0.08、0.13、0.2Pa)对薄膜结构及血液相容性的影响.研究结果表明,随着氧分压的提高,Ti-O薄膜相结构从三氧化二钛转变为金红石结构二氧化钛.扫描电子显微镜观察表明,所制备薄膜表面结构致密,与基体结合紧密.血小板粘附实验结果表明,0.13Pa下制备的薄膜血液相容性优异,优于临床应用的热解碳材料.     

退火对镀钽TiNi合金微观组织结构和血液相容性的影响

采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射分析(XRD)研究了退火处理对TiNi合金钽镀层微观组织结构的影响,研究表明采用多弧离子镀在TiNi合金表面沉积得到了β-Ta镀层,经退火处理后,钽镀层的表面粗糙度增加,亚稳定的β-Ta相完全转变为稳定的α-Ta相.采用血小板粘附试验研究了退火对镀钽TiNi合金血液相容性的影响.发现经过退火处理后血小板粘附数量明显降低,血小板没有发生聚集和变形,只有少数长出了伪足,即血小板基本未被激活,说明退火改善了镀钽TiNi合金的血液相容性.     

薄膜厚度对ITO膜结构与性能的影响

本文对所研究的直流磁控溅射法制备的ITO透明导电薄膜,采用X射线衍射技术进行了膜层晶体结构与薄膜厚度关系的分析, 并测量了薄膜电阻率及透光率随薄膜厚度的变化情况.实验结果表明,当控制薄膜厚度达70 nm以上时,可获得结晶性好、电阻率低和透光率高的ITO透明导电薄膜,所镀制的ITO膜电阻率已降到1.8×10^-4 Ωcm,可见光透过率达80%以上.最后还对所镀制的ITO透明导电薄膜的质量指标作了评估.     

衬底温度对磁控溅射制备外延ZnO薄膜结构特性的影响

在不同的衬底温度下,采用磁控溅射方法在蓝宝石(0001)衬底上制备了外延生长的ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外分光光度计系统研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响.AFM结果表明在不同村底温度制备的ZnO薄膜具有较为均匀的ZnO晶粒,且晶粒的尺寸随衬底温度的增加逐渐增大.XRD结果显示不同温度生长的ZnO薄膜均为外延生长,400℃生长的薄膜具有最好的结晶质量;光学透射谱显示在370nm附近均出现一个较陡的吸收边,表明制备的ZnO薄膜具有较高的质量,其光学能带隙随着衬底温度的增加而减小.     

退火处理对TiO2薄膜结构和透射的影响

在常温下,采用射频反应磁控溅射方法在不同溅射功率下于K9双面抛光玻璃基底上制备二氧化钛薄膜.将制备的样品进行450℃退火6h热处理.利用X射线衍射仪(XRD)对比分析了退火前后薄膜的微观结构,采用光栅光谱仪测试了退火前后薄膜样品的透射谱.实验结果表明,退火前薄膜样品是非晶态,退火后薄膜晶化为晶态,但不同溅射功率下制备的薄膜结晶取向有差异;退火热处理对薄膜的折射率有一定影响,表现为退火前后透射谱偏移.     

偏压对反应磁控溅射TiN薄膜结构以及性能的影响

本文采用直流反应磁控溅射技术,以Ar和N2为反应前驱气体制备了TiN功能装饰薄膜.重点研究了衬底负偏压对沉积TiN薄膜的色泽、性能及微结构的影响.采用台阶轮廓仪、X射线衍射仪、EDS能谱仪、纳米压痕仪等分析了薄膜的粗糙度、晶相、组分、纳米硬度以及弹性模量.结果表明,采用适宜的衬底负偏压调控轰击离子能量,能够有效阻止薄膜结构中空位以及缺陷的产生,从而有效避免薄膜表面的紫黑色氧化钛的生成,有利于表面光滑的金黄色TiN薄膜制备,同时使薄膜具备更优异的力学性能.实验结果还表明基体偏压可显著影响TiN薄膜的择优生长取向:随偏压增加,薄膜由(111)晶相择优生长转变为(200)晶相的择优生长,(200)晶相的薄膜比(111)晶相薄膜具有更佳的力学性能.     

磁控溅射法制备的纳米金薄膜的工艺条件和结构分析

通过直流溅射沉积法在玻璃衬底上制备了不同生长条件下的纳米金薄膜,利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其进行表面形貌分析.XRD 图显示Au膜具有(111)面择优取向;AFM图显示,在不同的生长阶段Au膜具有不同的表面微结构.总结了不同的工艺条件对薄膜晶粒生长的影响,这项研究对实现金属薄膜的可控性生长有重要意义.     

柔性衬底上WOx薄膜的制备及特性研究

采用射频磁控溅射工艺,在柔性PET衬底上低温制备电致变色WOx/ITO/PET多层薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析所制备薄膜的原始态、着色态和退色态的微观结构、表面形貌及W元素的化合价态.结果表明:原始态、着色态及退色态的WOx薄膜均为非晶态;原始态薄膜表面存在较多孔洞,薄膜在LiClO4的乙腈溶液中进行电致变色反应,实验发现着退色态薄膜颜色可发生可逆变化,随Li 的注入和抽出,薄膜表面形貌发生明显变化;XPS分析进一步表明WOx薄膜在原始态中W元素的化合价为W6 ,着色态存在W6 和W5 的混合价态.     

磁控溅射TiAIN和WTiN薄膜的制备与摩擦性能研究

采用双靶反应磁控溅射的方法在40Cr基体上制备了TiAlN薄膜和WTiN薄膜。用XRD,SEM,AFM等检测手段对薄膜的表面状态及结构等进行了表征,采用UMT-3型多功能摩擦试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对TiAlN和WTiN薄膜的摩擦性能进行了评价。实验结果表明:TiAlN薄膜出现了两种硬质相TiN与TiAlN共存的物相结构,而WTiN薄膜出现了TiN0.6O0.4,TiN,W2N,WN等多种物相结构;制备的TiAlN、WTiN薄膜表面晶粒均匀细小,生长均以粒状结构为主;摩擦实验数据表明制备的TiAlN和WTiN薄膜均拥有良好的摩擦性能。     

磁控溅射Ti合金薄膜结构特征及贮氢性能

采用磁控溅射方法制备了Ti膜及TiMo、TiMoYAl和TiZrYAl等三种合金膜.合金膜中Mo、Zr和Al三种元素成份与靶材成分基本一致,而Y元素则与靶材成分有较大的偏差.在400℃吸氢工艺下,四种膜材的吸氢动力学性能良好,没有脱膜现象,饱和吸氢量均可超过1.5(H/M).膜材的吸氢PCT曲线表明,含Mo合金膜材具有最高的吸氢平衡压,外推出的室温下的数量级约为10-4Pa.     

再生纤维素基底上FC膜的制备及其结构与性能研究

采用磁控溅射法,以聚四氟乙烯(PTFE)为靶,氩气为栽气,在再生纤雏素膜表面沉积氟碳(FC)膜.用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、红外光谱仪(FT-IR)和静态接触角测试仪对氟碳膜的表面形貌、表面结构和表面性能进行了研究,结果表明:随着溅射压力的增加,沉积的FC粒子数量增多,粒径变小,覆盖度增加;随着沉积时间的增加,FC膜逐渐变厚,FC膜由-CF3、-CF2-、-CF-和-C-4种组分组成.沉积FC膜后,再生纤维素膜实现了由亲水性向疏水性的转变.