钛铜氮纳米复合薄膜制备及耐蚀抗菌性能研究

作     者：赵双 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张敏

授予年度：2015年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：Ti-Cu-N纳米复合薄膜 电弧离子镀 磁控溅射 微结构 耐腐蚀 

摘      要：本文利用电弧离子镀与磁控溅射复合镀膜方法,在316L不锈钢表面制备Ti-Cu-N纳米复合薄膜。调节Cu靶电流和控制N流量,研究膜层微观结构作用规律和Cu含量改变时薄膜的耐腐蚀性能和薄膜的抗菌性的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的相结构和表面形貌进行表征,利用传统三电极方法对未镀膜和镀膜样品进行动电位极化测试,以评价其耐腐蚀性能,采用表皮葡萄球菌做测试,研究薄膜的抗菌特性。结果表明:随着N流量由40sccm增加到120sccm,Ti-Cu-N纳米复合薄膜表面细化;随着Cu靶电流由0.15A增加至0.9A,薄膜中Cu含量由0.76 at%增大至33.5 at%;Ti-Cu-N纳米复合薄膜主要以Cu和Ti N混合相形式存在,XRD图谱中出现了TiN(311)和Cu(111)、(200)的衍射峰;随着Cu含量的增加,Cu(111)、(200)衍射峰强增大,Ti-Cu-N纳米复合薄膜表面更加细化均匀;Ti-Cu-N纳米复合薄膜的腐蚀电位变高,说明随着Ti-Cu-N纳米复合薄膜中Cu含量的增加,Ti-Cu-N薄膜的耐蚀性增强;实验采用葡萄球菌(S.aureus)作为试验菌种,对Ti-Cu-N薄膜和TiN薄膜不同时间后的杀菌效果进行了测试显示:Ti-Cu-N薄膜灭菌率比TiN薄膜灭菌率高。随着电流由0.15A,0.3A,0.5A,0.9A逐渐增大,薄膜24h后灭菌率由97.87%增加至99.20%。