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纳米晶体钛基掺钽TiO_2薄膜的摩擦磨损性能

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材料研究学报 2011年第4期25卷 433-438页

作者：于春杭邵红红许晓静翟瑞江苏大学材料科学与工程学院镇江212013

采用室温直流反应磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备掺钽TiO_2薄膜,研究了掺Ta量对纳米晶体钛基TiO_2薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明:在室温模拟人体体液条件下,掺钽TiO_2薄膜与不锈钢淬火钢球(Φ4mm)对摩的磨损率为10^(-6)-10^(-5)m... 详细信息

采用室温直流反应磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备掺钽TiO_2薄膜,研究了掺Ta量对纳米晶体钛基TiO_2薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明:在室温模拟人体体液条件下,掺钽TiO_2薄膜与不锈钢淬火钢球(Φ4mm)对摩的磨损率为10^(-6)-10^(-5)mm^3·m^(-1) N^(-1)级;随着Ta含量的增加,薄膜的摩擦系数和磨损率呈先减小后增加的趋势,掺Ta量(质量分数)为22%Ta的TiO_2薄膜具有最低的摩擦系数(0.20)和磨损率(1.5×10^(-6)mm^3·m^(-1)·N^(-1)。具有良好的抗磨性能与其硬度与弹性模量比高、抗腐蚀性强和摩擦系数低一致。

关键词：材料表面与界面掺钽TiO_2薄膜磁控溅射纳米晶体钛摩擦磨损

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掺钽TiO_2薄膜的生物活性研究

功能材料 2012年第5期43卷 590-594页

作者：翟瑞邵红红丁红燕于春杭江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室江苏淮安223003

采用射频磁控溅射技术在表面纳米化316L不锈钢基体上制备掺钽TiO2薄膜,研究了不同掺钽量对表面纳米化316L不锈钢基TiO2薄膜形貌、结构、亲水性和生物活性的影响规律。结果表明掺杂适量的钽能够细化TiO2薄膜颗粒;掺钽能够改善TiO2薄膜的... 详细信息

采用射频磁控溅射技术在表面纳米化316L不锈钢基体上制备掺钽TiO2薄膜,研究了不同掺钽量对表面纳米化316L不锈钢基TiO2薄膜形貌、结构、亲水性和生物活性的影响规律。结果表明掺杂适量的钽能够细化TiO2薄膜颗粒;掺钽能够改善TiO2薄膜的亲水性和生物活性;含钽36%的TiO2薄膜表面自由能比未掺杂时提高了30.1mN/m,在SBF溶液中能促进羟基磷灰石在其表面晶化。

关键词：掺钽TiO2薄膜纳米结构316L 生物活性射频磁控溅射

钛基材纳米化对TiO_2薄膜力学性能影响研究

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稀有金属材料与工程 2012年第2期41卷 320-323页

作者：于春杭邵红红许晓静江苏大学江苏镇江212013

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛(nano-grained Ti,NG Ti)和粗晶粒工业纯钛(coarse-grained commercial pure Ti,CG Ti)表面沉积TiO2薄膜,用扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射仪分析了薄膜的表面形貌和晶体结构,用摩擦试验机、划... 详细信息

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛(nano-grained Ti,NG Ti)和粗晶粒工业纯钛(coarse-grained commercial pure Ti,CG Ti)表面沉积TiO2薄膜,用扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射仪分析了薄膜的表面形貌和晶体结构,用摩擦试验机、划痕仪和纳米压痕仪测量两种基材表面薄膜的摩擦学性能、膜/基界面结合力、纳米硬度。系统研究了钛基材微结构纳米化对薄膜形核、生长、晶体结构和力学性能的影响规律。结果表明:钛基材微结构纳米化,显著提高薄膜形核率,细化薄膜晶粒;显著促进薄膜由锐钛矿相向金红石相转变;大幅度提高薄膜纳米硬度、界面结合力、摩擦学性能。

关键词： TiO2薄膜纳米晶体钛界面结合力摩擦学性能晶体结构

超细晶粒钛表面掺钽TiO_2薄膜的微结构及血液相容性研究

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功能材料 2010年第A03期41卷 552-555页

作者：于春杭邵红红许晓静翟瑞江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

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TiO... 详细信息

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容性;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。

关键词：掺钽TiO2薄膜直流磁控溅射超细晶粒钛血液相容性金红石

纳米钛基TiO_2薄膜生长特点和生物活性研究

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功能材料 2010年第5期41卷 844-846,850页

作者：于春杭邵红红许晓静翟瑞江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛和粗晶粒工业纯钛表面沉积TiO2薄膜,研究了纳米钛基TiO2薄膜的结构形貌、形核、生长、晶体结构和体外生物活性。用扫描电镜和X射线衍射仪分析了薄膜的表面形貌和晶体结构,用体外模拟人体体液浸泡诱... 详细信息

采用直流磁控溅射法分别在纳米晶体钛和粗晶粒工业纯钛表面沉积TiO2薄膜,研究了纳米钛基TiO2薄膜的结构形貌、形核、生长、晶体结构和体外生物活性。用扫描电镜和X射线衍射仪分析了薄膜的表面形貌和晶体结构,用体外模拟人体体液浸泡诱导羟基磷灰石生长实验表征薄膜的生物活性。结果表明:纳米钛基薄膜形核率高,薄膜非常致密、光滑,晶粒细小,仅为粗晶粒钛基TiO2薄膜晶粒尺寸的一半,约100nm;钛基材纳米晶体化可促进薄膜由锐钛矿相向金红石相转变;钛基材纳米化可显著提高自身及其表面TiO2薄膜的生物活性。

关键词： TiO2薄膜纳米晶体钛生物活性直流磁控溅射

提高钢基表面Al_2O_3薄膜结合力的研究

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功能材料 2010年第5期41卷 794-796,799页

作者：邵红红王季王晓静于春杭顾冬青江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

采用射频磁控溅射法在40Cr基体上制备了非晶态Al2O3薄膜,并研究了工艺参数(溅射功率,工作气压,溅射时间)、预处理工艺以及中间层对薄膜结合性能的影响。试验结果表明,采用射频溅射法,在功率为250W、工作气压为5.0Pa、时间为3h条件下制... 详细信息

采用射频磁控溅射法在40Cr基体上制备了非晶态Al2O3薄膜,并研究了工艺参数(溅射功率,工作气压,溅射时间)、预处理工艺以及中间层对薄膜结合性能的影响。试验结果表明,采用射频溅射法,在功率为250W、工作气压为5.0Pa、时间为3h条件下制备的薄膜结合力最好。基体经过腐蚀预处理和加入镍磷中间层均能改善膜基结合力,后者效果更显著。

关键词：射频磁控溅射 Al2O3薄膜非晶态结合力 Ni-P中间层

钛合金表面磁控溅射TiB_2-TiN复合薄膜的摩擦磨损性能

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功能材料 2010年第A03期41卷 480-482,486页

作者：陈丹许晓静田琨辛喜玲于春杭盛新兰江苏大学先进成形技术研究所江苏镇江212013

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能。结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜... 详细信息

采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备SiC/TiB2-TiN双层薄膜,SiC为中间层,研究了TiB2-TiN复合薄膜的组织结构和摩擦磨损性能。结果表明,TiB2-TiN复合薄膜具有纳米尺度颗粒(畴)的微结构特征,SiC薄膜与基材和TiB2-TiN复合薄膜间都具有明显且呈梯度的元素扩散;在载荷200g、室温Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(直径4mm)对摩,其平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6 mm3/(m.N)级;并且TiB2-TiN复合薄膜对Kokubo人体模拟体液中的Ca、P元素具有很强的黏附能力。

关键词：钛合金 TiB2-TiN复合薄膜摩擦磨损性能中间层磁控溅射

纳米结构316L不锈钢基掺钽TiO_2薄膜生物活性研究

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真空科学与技术学报 2012年第2期32卷 83-87页

作者：翟瑞邵红红于春杭丁红燕樊新民江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 南京理工大学材料科学与工程系南京210094

采用射频磁控溅射技术在表面微结构纳米化316L不锈钢和粗晶粒316L不锈钢基体上制备掺钽TiO2薄膜。采用扫描电镜和X射线衍射仪分析薄膜形貌和晶体结构,用体外模拟人体体液浸泡实验研究薄膜的生物活性。结果表明:表面微结构纳米化的316L... 详细信息

采用射频磁控溅射技术在表面微结构纳米化316L不锈钢和粗晶粒316L不锈钢基体上制备掺钽TiO2薄膜。采用扫描电镜和X射线衍射仪分析薄膜形貌和晶体结构,用体外模拟人体体液浸泡实验研究薄膜的生物活性。结果表明:表面微结构纳米化的316L不锈钢具有强烈诱导掺钽TiO2薄膜形核效应;316L不锈钢表面微结构纳米化能显著提高自身及其表层掺钽TiO2薄膜的生物活性;316L不锈钢表面纳米化后,其表层掺钽TiO2薄膜诱导的羟基磷灰石形貌由原先的球状变为多孔网状结构。

关键词：掺钽TiO2薄膜纳米结构316L 生物活性射频磁控溅射

Ar等离子体改性纳米钛基TiO_2薄膜生物活性研究

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真空科学与技术学报 2012年第2期32卷 88-94页

作者：于春杭邵红红丁红燕许晓静翟瑞刘媛英江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 淮阴工学院江苏省介入医疗器械研究重点实验室淮安223003

采用室温直流磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备TiO2薄膜,并用Ar等离子体对TiO2薄膜进行表面改性,体外模拟体液浸泡实验考察薄膜的生物活性。系统研究了Ar等离子体处理对TiO2薄膜结构、形貌、亲水性、生物活性的影响规律。结果表明:Ar... 详细信息

采用室温直流磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备TiO2薄膜,并用Ar等离子体对TiO2薄膜进行表面改性,体外模拟体液浸泡实验考察薄膜的生物活性。系统研究了Ar等离子体处理对TiO2薄膜结构、形貌、亲水性、生物活性的影响规律。结果表明:Ar等离子体处理不改变纳米晶体钛表面TiO2薄膜晶体结构(主要为金红石相),但显著改善TiO2薄膜均匀性、光滑性和亲水性。Ar等离子体处理后,TiO2薄膜在模拟体液浸泡中诱导的Ca/P层由球状团簇无定型结构转变为内联多孔网状磷灰石和磷酸八钙相结构,显示优异的生物活性。

关键词： Ar等离子体处理直流磁控溅射 TiO2薄膜纳米晶体钛生物活性