医用316L不锈钢支架表面沉积(Fe/Pd)n薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术,在医用316L不锈钢支架上沉积近等原子比的(Fe/Pd)n多层膜.用X射线衍射、扫描电镜、电子能谱研究(Fe/Pd)n多层膜的晶体结构、形貌和成分,分析相的转变.用CTCC-1数字磁通磁场测量仪测量样品的磁性.结果表明:医用316L不锈钢支架表面磁性膜的最佳结构为"Pd/Fe/Pd",经扩散热处理后,(Fe/Pd)n薄膜从fcc结构转变为fct结构,薄膜均匀、致密、结合强度良好,有效磁场强度可达5×10-4 T以上,有效磁性可维持6个月.     

316L不锈钢血管内支架表面Fe/Pd磁性膜的制备与生物学效应

以医用316L不锈钢血管支架为基体,采用电弧离子镀技术在其表面制备Fe/Pd磁性薄膜.通过激光扫描共焦显微镜、数字磁通磁场测量仪分析薄膜的表面形貌、表面粗糙度及表面磁性膜支架的磁性能,并通过动物体内实验研究Fe/Pd磁性膜支架的生物学效应.结果表明:Fe/Pd磁性膜支架表面光滑,并具有良好的生物学效应,显著地促进了血管内皮再生,同时有效地抑制了血管内膜过度增生和血管壁的炎症反应.     

扩散热处理对316L不锈钢表面钯／铁薄膜形貌和相组成的影响

采用真空电弧离子镀工艺，在316L不锈钢表面沉积钯，铁（Pd／Fe）合金薄膜并进行真空扩散热处理，观察扩散热处理工艺对Pd／Fe薄膜的形貌和相组成的影响。结果表明：采用真空电弧离子镀工艺，可在316L不锈钢表面沉积均匀的Pd／Fe膜；扩散热处理工艺对Pd／Fe膜的形貌和相组成有显著影响。经900℃保温1h处理后，Pd膜与Fe膜间互扩散形成一定量的Pd-Fe合金相；随着热处理温度升高，Pd,Fe膜层向316L基体扩散的距离增大，同时基体中的Cr，Ni向外扩散的量也增多。     

FeMnSiCr合金的耐腐蚀及生物相容性研究

采用浸泡实验和血液相容性实验,研究了FeMnSiCr、NiTi 合金及316L不锈钢在NaCl、NaOH和HCl溶液中的耐蚀性及在血液中的生物相容性.结果表明,在3种溶液中,FeMnSiCr合金耐蚀性比NiTi合金稍好,但不如316 L不锈钢;FeMnSiCr合金与316 L不锈钢相比,凝血时间延长,溶血率下降,与NiTi合金相近,具有较好的血液生物相容性.     

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。     

316L不锈钢表面Ni-Ti合金薄膜的力学特性研究

目的提高316L不锈钢表面的硬度及耐磨性能。方法采用磁控溅射法在316L不锈钢表面制备Ni-Ti合金薄膜,并通过纳米压入法对316L不锈钢表面、Ni-Ti合金薄膜和Ni-Ti合金材料的力学性能进行测试,分析不锈钢基Ni-Ti薄膜的耐磨性能。应用有限元反演分析方法求解基体和薄膜的弹塑性幂本构关系。结果316L不锈钢与Ni-Ti合金抵抗载荷的能力较弱,但316L不锈钢表面Ni-Ti薄膜抵抗外加载荷的能力较强,且抵抗塑性变形的能力得到强化。Ni-Ti薄膜、316L不锈钢基体和Ni-Ti合金的硬度分别为8.2795、5.2405、2.9498 GPa,薄膜的硬度明显大于基体和Ni-Ti合金,说明Ni-Ti薄膜使得316L不锈钢的耐磨性显著提高。薄膜的弹性性能较基体与Ni-Ti合金有明显优势。为研究薄膜的弹塑性性能,建立ABAQUS二维有限元模型,考虑Berkovich压头和试样之间摩擦系数为0.16,通过纳米压入实验和有限元分析的对比,反演分析分别计算得到基体和薄膜的特征应力、特征应变、应变强化因子,继而确定初始屈服应力,得到Ni-Ti合金薄膜和316L不锈钢基体的弹塑性幂本构关系。结论 Ni-Ti薄膜具有良好的力学特性,使316L不锈钢表面的硬度显著提高,因此有效提高了不锈钢的耐磨性能。     

纳米SrFe12O19磁性能对NiTi合金、316L不锈钢血液相容性的影响

用溶胶凝胶法制备纳米SrFe12O19磁性粉末,并用磁强计检测SrFe12O19粉末的磁性能,在NiTi合金、316L不锈钢表面用溶胶凝胶法制备含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜,并用X射线衍射仪分析薄膜成分.测试不同层数薄膜的微磁场强度,并对这些薄膜测定动态凝血时间和溶血率,以研究不同的表面微磁场强度对材料血液相容性的影响.结果表明:材料表面的微磁场强度愈高,材料血液相容性愈好.     

NiTi形状记忆合金表面TiO2薄膜的制备及其血液相容性

采用溶胶-凝胶法在NiTi合金表面制备了TiO2薄膜,用DSC分析了凝胶在加热过程中发生的转变.结果表明:在NiTi表面形成金红石型TiO2薄膜;覆盖有TiO2薄膜的NiTi合金与NiTi基体及316L不锈钢、Ti6Al4V相比,凝血时间延长,溶血率下降,说明TiO2膜可提高NiTi合金血液相容性.     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.     

新型生物可降解Fe-30Mn-1C合金的性能研究

采用真空感应熔炼法制备了Fe-30Mn-1C合金,研究了其力学性能、磁性、模拟体液中的降解速度以及体外生物相容性.研究结果表明,与Fe-30Mn合金和316L不锈钢相比,C的加入提高了铁基合金的力学性能,使材料兼具高强度和高塑性,并进一步降低了材料的磁性,使其具有更优良的核磁共振(MRI)兼容性.电化学阻抗谱(EIS)结果表明,材料的极化电阻降低,浸泡实验也证实材料的降解速度得到提高.体外生物相容性研究结果表明.Fe-30Mn-1C合金同时具有优异的抗溶血、凝血、血小板黏附性能,以及良好的细胞相容性,满足对医用植入材料的基本要求.     

不锈钢盐酸露点腐蚀行为的原位研究

利用一种新型的露点腐蚀模拟装置结合原位的电化学阻抗谱,电化学噪声等测试手段评价了304和316L两种不锈钢的盐酸露点腐蚀行为.结果表明,316L不锈钢表现出更优异的耐盐酸露点腐蚀性能,主要原因可归结为两点:一是316L不锈钢钝化膜中含有较高的Cr/(Cr+Fe) 比以及较低含量的Fe;二是316L不锈钢钝化膜中含有能改善抗点蚀性能的Mo.     

不锈钢表面Cr-Pd合金电沉积及镀层在强还原性介质中的耐蚀性

通过选择络合剂、缓冲剂及采用方波脉冲电流和优化电镀工艺, 在酸性镀液中实现了Cr-Pd共镀, 并在不锈钢表面制备出均匀致密且与基体结合良好的Cr-Pd合金镀层. 通过改变镀液中铬盐和钯盐的相对含量, 可以大范围改变镀层成分. Cr-Pd合金镀层可显著提高不锈钢在高温还原性腐蚀介质中的耐蚀性, 在沸腾的20%(质量分数)H₂SO₄溶液中, Cr-Pd合金镀层使316L不锈钢的腐蚀速率降低了4个数量级以上. 镀层中的Cr和Pd对致钝具有协同促进作用, 当镀层中含有2.5%Pd(质量分数)时即具有明显的促进钝化效果, 含33.3%Pd镀层对不锈钢的保护效果与纯Pd镀层相当.     

医用316L不锈钢支架表面磁性膜对血管内皮化的影响

研究了表面磁性膜医用316L不锈钢支架对血管内皮化的影响.通过体外内皮细胞培养和支架粘附内皮细胞的实验来观察体外支架内皮化的情况;并通过动物体内支架植入实验观察评价血管内皮覆盖及血小板粘附及激活情况.结果表明:表面磁性膜支架在体外可以促进内皮细胞的粘附、增殖,支架植入后在体内可以促进血管内皮再生,加速支架内皮化,同时抑制血小板粘附及激活.     

医用 316L 不锈钢表面多巴胺 / BSA 复合膜缓蚀性能研究

目的研究医用316L不锈钢表面组装多巴胺/牛血清白蛋白分子(BSA)复合膜的缓蚀性能。方法采用浸泡法在医用316L不锈钢表面制备以多巴胺自组装膜为桥接层的多巴胺/BSA复合双层自组装膜,通过动电位扫描、交流阻抗测试,SEM,EDX等手段分析BSA组装液质量浓度对复合双层自组装膜吸附行为及耐蚀性能的影响。结果在合适的自组装条件下可获得具有缓蚀效果的复合双层膜。BSA质量浓度过高和过低均对缓蚀性能有不利影响,当BSA质量浓度为40 g/L时,复合双层膜对生理盐水环境中316L不锈钢取得最佳缓蚀效率,缓蚀效率由单层多巴胺的62.4%增加至83.9%。结论多巴胺成功嫁接BSA分子,使其吸附在不锈钢表面,和单层BSA吸附相比,其吸附量大大提高,表明对于316L不锈钢人体植入材料,可以利用多巴胺桥接BSA获得兼具生物活性和耐腐蚀性的改性表面。     

The enhanced passivation of 316L stainless steel in a simulated fuel cell environment by surface plating with palladium

A thin layer of Pd deposition on the surface significantly improves the corrosion resistance of 316L stainless steel in 0.5 mol L⁻¹ H₂SO₄ + 2 ppm F⁻ solution at 80 °C. Compared with the air-formed passive film, the passive film formed in the stainless steel/Pd couple contains more Cr, Cr(OH)₃ and Fe₃O₄ and less point defects, which provides better protection to the stainless steel substrate. The interfacial contact resistance of the stainless steel surface is also decreased. The Pd plated stainless steel is a potential material for bipolar plates in proton exchange membrane (PEM) fuel cells.     

海洋大气环境下TC4钛合金与316L不锈钢铆接件腐蚀行为研究

研究了TC4-316L异种金属铆接件在模拟海洋大气环境条件下的腐蚀行为。利用失重法、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜等方法分析了试样的腐蚀动力学、锈层成分、腐蚀形貌。结果表明,TC4-316L铆接件在周期浸润实验1200 h后,316L不锈钢发生了腐蚀,而TC4钛合金并没有明显的腐蚀现象;316L不锈钢腐蚀产物包含FeOOH,Fe3O4和Fe2O3,而TC4钛合金表面主要为TiO2和Ti2O3等钛的氧化物组成的氧化膜。与单件316L不锈钢相比,由于电偶腐蚀与缝隙腐蚀的共同作用,TC4-316L铆接件中的316L不锈钢腐蚀加速。