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医用不锈钢表面改性及腐蚀磨损研究进展

腐蚀科学与防护技术 2015年第1期27卷 95-98页

作者：王湘鸣章跃周广宏陈昌佐胡文新丁红燕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

综述了医用不锈钢的表面改性方法及其腐蚀磨损性能,并对提高医用不锈钢腐蚀磨损性能的表面改性发展趋势进行了展望。

关键词：医用不锈钢表面改性腐蚀磨损

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医用不锈钢表面耐磨耐蚀高性能薄膜制备

医用不锈钢表面耐磨耐蚀高性能薄膜制备

作者：祁继隆辽宁科技大学

学位级别：硕士

表面改性是提高医用不锈钢使用性能的重要手段,其中类金刚石薄膜(DLC)表面改性可以提供良好的耐磨损性能、耐腐蚀性能和生物相容性。但DLC薄膜在长期使用过程中,会由于腐蚀等问题而提前失效。目前对于DLC薄膜体内失效的研究较少,主流观... 详细信息

表面改性是提高医用不锈钢使用性能的重要手段,其中类金刚石薄膜(DLC)表面改性可以提供良好的耐磨损性能、耐腐蚀性能和生物相容性。但DLC薄膜在长期使用过程中,会由于腐蚀等问题而提前失效。目前对于DLC薄膜体内失效的研究较少,主流观点认为DLC薄膜在人体体内发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀时薄膜的腐蚀速率急剧增大,腐蚀向薄膜横向扩展,导致薄膜在未达到设计寿命时就剥落失效,失去对材料的保护。因此,探究DLC薄膜在人体体液环境内的具体腐蚀失效行为,对DLC薄膜在人体体内长期使用具有重要意义。本文利用等离子体增强化学气相沉积技术在304不锈钢、高氮无镍不锈钢和316L不锈钢表面分别在不同脉冲偏压下、不同脉冲宽度和不同四甲基硅烷气体流量下制备了DLC薄膜。利用Raman、红外光谱和原子力显微镜对DLC薄膜成分及表面形貌进行了表征,利用纳米压痕仪、台阶仪、划痕仪和超景深显微镜对DLC薄膜力学性能进行了表征,利用电化学工作站、磨损腐蚀装置和缝隙腐蚀装置对DLC薄膜的电化学性能进行了表征,并讨论了DLC薄膜的成膜机理,分析了成分结构对力学性能和电化学性能的影响,研究了DLC薄膜局部腐蚀机理并对磨损腐蚀及分析腐蚀行为进行了研究。论文取得的主要进展如下:研究了脉冲偏压对DLC薄膜成分结构的影响。结果表明,随着脉冲偏压的升高,薄膜内部氢含量逐渐减少。I(D)/I(G)增加,G峰向高波数偏移,sp总含量下降。由于刻蚀作用,薄膜达到一定厚度之后,不再随脉冲偏压的升高而增大,且粗糙度随着脉冲偏压升高达到最光滑后,脉冲偏压升高会使薄膜表面粗糙度略有下降。研究了不同脉冲宽度对DLC薄膜形貌和耐腐蚀性能的影响。结果表明,脉冲宽度主要影响DLC薄膜的孔隙率和内应力,进而带来表面形貌和耐腐蚀性能的不同。DLC薄膜沉积离子的注入离子能量随着脉冲宽度的增大而减小。20μs下制备的DLC薄膜以表面扩散的方式生长,薄膜疏松多孔、耐腐蚀性能差。15μs下制备的DLC薄膜,注入离子具有更大的能量,生长方式转变为亚表层注入,薄膜致密性高、耐腐蚀能力强。10μs下制备的DLC薄膜密度继续增大,但内应力也变得更大,应力腐蚀开裂的影响会降低DLC薄膜的耐腐蚀性能。研究了不同偏压对DLC薄膜局部腐蚀和均匀腐蚀行为的影响。结果表明,不同偏压导致薄膜氢含量和sp杂化结构含量显著不同,进而带来耐腐蚀性能和腐蚀后表面形貌的明显差异。氢含量越多,薄膜局部腐蚀的几率越大,点蚀坑越多。sp杂化结构含量越多,薄膜电导率越大,耐均匀腐蚀能力越差,点蚀坑直径越大。研究了在恒温37℃、模拟人体体液的环境下,有无硅掺杂的DLC薄膜磨损腐蚀行为和缝隙腐蚀行为。结果表明,Si-DLC薄膜具有较好的耐腐蚀性能,磨损腐蚀后的DLC与Si-DLC薄膜性能依旧优于未磨损腐蚀的316L基体。经长时间磨损腐蚀后,Si-DLC薄膜虽然大面积磨损,但薄膜对基体的保护依旧存在。DLC薄膜则发生了严重的点蚀,失去对基体的保护作用。缝隙腐蚀明显发生,且不同缝隙深度的腐蚀行为显著不同。缝隙口处腐蚀更严重,缝隙深处薄膜受腐蚀程度降低,表面呈现鳞片状。

关键词：类金刚石薄膜医用不锈钢等离子体增强化学气相沉积局部腐蚀塔菲尔极化曲线

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医用不锈钢的研究与发展

中国材料进展 2010年第12期29卷 1-10页

作者：杨柯任伊宾中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

不锈钢由于具有优异的力学性能、耐蚀性能和加工性能而被广泛应用于各种医疗器械及手术工具的制造。概述了医用不锈钢的特点和临床应用,以及存在的主要问题,并以高氮无镍奥氏体不锈钢、不锈钢表面改性、抗菌不锈钢为重点,介绍了医用不... 详细信息

不锈钢由于具有优异的力学性能、耐蚀性能和加工性能而被广泛应用于各种医疗器械及手术工具的制造。概述了医用不锈钢的特点和临床应用,以及存在的主要问题,并以高氮无镍奥氏体不锈钢、不锈钢表面改性、抗菌不锈钢为重点,介绍了医用不锈钢近年来在国内外的主要研究进展。表明医用不锈钢的研究与发展,进一步提高或改善了不锈钢的生物安全性、力学性能、耐蚀性能,甚至带来了一些生物功能化,为医用不锈钢的临床应用带来了新的机遇。

关键词：医用不锈钢无镍不锈钢表面改性抗菌不锈钢

钛离子注入对医用不锈钢理化及生物学性能的影响

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钛离子注入对医用不锈钢理化及生物学性能的影响

作者：苏静河北医科大学

学位级别：硕士

目的:本试验采用离子注入技术,将钛离子注入到医用不锈钢表面,对钛离子注入不锈钢试样进行纳米硬度和弹性模量测量并通过动物实验对医用不锈钢注入钛离子后植入骨内的组织形态学和组织计量学的观察,来研究钛离子注入对医用不锈钢的物理... 详细信息

目的:本试验采用离子注入技术,将钛离子注入到医用不锈钢表面,对钛离子注入不锈钢试样进行纳米硬度和弹性模量测量并通过动物实验对医用不锈钢注入钛离子后植入骨内的组织形态学和组织计量学的观察,来研究钛离子注入对医用不锈钢的物理性能的影响以及钛离子注入是否能够改善医用不锈钢的生物学性能。为医用不锈钢材料的应用提供新的思路。方法:1 材料处理: 1.5×7.0 mm 医用不锈钢圆柱植入体18 枚;1.5×7.0 mm 医用不锈钢圆柱植入体18 枚经(引出电压为45KV、剂量为3×1017离子数/cm2)钛离子注入处理;1.5×7.0 mm 纯钛圆柱植入体18 枚。20.0×8.0 mm 医用不锈钢圆柱4 枚;20.0×8.0 mm 医用不锈钢圆柱4 枚经(引出电压为45KV、剂量为3×1017离子数/cm2)钛离子注入处理;20.0×8.0 mm 纯钛圆柱4 枚。以上试样均经精密车床加工。2 力学测试:对三组20.0×8.0 mm 圆柱试样(医用不锈钢组、钛离子注入不锈钢组、纯钛组)进行纳米硬度及弹性模量测试。主要实验条件:最大载荷:20 mN:加载率:40 mN/min;卸载率:40 mN/min。3 生物学实验:27 只健康纯种4 月龄雄性新西兰白兔,在双侧胫骨上植入不同材料的植入体。植入材料分为三组:即医用不锈钢组(SS 组)(植入医用不锈钢植入体)、不锈钢表面注入钛离子组(SSTi 组)(植入不锈钢表面

关键词：医用不锈钢纯钛离子注入表面处理骨性结合纳米硬度测试

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医用不锈钢研究新进展

中国医疗器械信息 2012年第7期18卷 14-17,55页

作者：杨柯任玲任伊宾中国科学院金属研究所沈阳110016

医用不锈钢由于具有良好的综合性能以及成熟的生产加工工艺,已广泛应用于骨科、齿科、心血管介入等医疗领域,以及各类外科手术工具,但仍然存在一些临床问题,并面临着其他生物材料带来的挑战。发展新型医用不锈钢,进一步提高医用不锈钢... 详细信息

医用不锈钢由于具有良好的综合性能以及成熟的生产加工工艺,已广泛应用于骨科、齿科、心血管介入等医疗领域,以及各类外科手术工具,但仍然存在一些临床问题,并面临着其他生物材料带来的挑战。发展新型医用不锈钢,进一步提高医用不锈钢的使用性能,具有重要的现实意义。本文简要介绍了作者团队近年来在高氮无镍不锈钢、抗菌不锈钢、抗支架内再狭窄不锈钢等新型医用不锈钢研究开发方面的重要进展,展现了其临床应用的潜力和前景。

关键词：医用不锈钢无镍抗菌支架内再狭窄

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医用不锈钢抛光技术研究报告

科学与信息化 2022年第10期 142-145页

作者：胡刚岭槐磊苏州微创骨科医疗工具有限公司江苏苏州 215000

对现有的提高产品表面粗糙度的技术手段进行调研、分析,引入新的技术方案,解决医疗器械行业的痛点问题.

关键词：医用不锈钢抛光技术医疗器械

来源：博看期刊评论

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医用不锈钢“BioDur108＂