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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生物材料表面工程综述支架材料表面进行纳米多层镀的研究1、开题背景：21世纪人口老龄化日益加速，心血管疾病的防治已成为国内外医学界关注的重点。于1969年Dottert首次利用金属环在动物体内作血管支架以保持血管内血流畅通。1987年Sigwart等成功地实施了第一例冠状动脉支架手术。之后，冠状动脉支架作为冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)支架治疗史上的第二个里程碑而被广泛接|SSN16738225CN21-1539，RcoOEN：ZLKHAH受。到21世纪初，以Cypher和TAXU
2、S为代表的药物洗脱支架则被誉为第三个里程碑。支架置入术目前已被广泛应用于心血管疾病的治疗。支架有金属裸支架、药物涂层支架、生物降解支架以及新型支架如放射性血管支架、静脉覆盖支架和基因支架等多种。如何选择适宜的支架，以取得最佳的治疗效果，是目前医学界研究的热点。而支架表面的特性决定了这个组织支持血流的机械负荷的能力以及指甲表面的生物反应。【1】表面改性分为两大类：理化修改：修改涉及到表面上的化合物，原子，分子。由一种以支持为基础的其他材料的涂层。理化修改包括化学反应，蚀刻，机械粗化/抛光和仿造。本文是研究通过磁控溅射的方法对不锈钢基底上进行修饰纳米级多层陶瓷膜，并对修饰后的纳米膜进行理化性能表征
3、：SEM、膜基结合力、耐磨性、硬度以及耐腐蚀性等特征性能进行检测。2、关键词：不锈钢磁控溅射SEM膜基结合力耐磨性硬度耐腐蚀性3、支架选材：医用金属支架是目前治疗血管狭窄的主要器械。但是，金属裸支架植入后腐蚀产物和病理反应均会影响其生物功能的正常发挥。对金属支架进行表面改性处理，可以提高植入支架的生物安全性、生物相容性及生物功能性，增强治疗效果。已经用于临床的医用金属材料主要有316L不锈钢、钛基及钴基合金等。31、生物医学材料的性能要求：1)材料需具有无毒性(non-toxicity)，不会诱导溶血、凝血、发炎等反应；2)材料需具有基本的功能性(functionality)，才可以作为受损器
4、官组织的替代或修补物；3)材料需具有可消毒性(sterilizability)，可使用压力锅、电浆、臭氧、Y射线等技术进行消毒；4)材料需具有生物相容性Coiocompatibility)；作为生物医学材料，除了具备必需的理化特性外，还需要满足在生理环境中工作的生理学要求，包括生物安全性、生物相容性及生物功能性。、316L不锈钢医用不锈钢属于最早开发的生物医用合金之一，其中应用最多的是奥氏体超低碳316L和317L不锈钢。不锈钢316L与317L的主要区别在于含碳量的高低和耐腐蚀挂链的不同，316L不锈锅含碳量较高，耐蚀性能较317L略差。不锈钢首先被应用到外科手术中，不锈钢在整形外科手术中的
5、应用为其在治疗骨折领域中的大量使用提供了可能【2】。直到1969年，Dotter首次利用不锈钢支架进行外周动脉植入试验后。不锈钢制医用器械迅速发展到心血管支架、人工关节和骨头、齿科等领域。【3】临床上应用较多的高纯度316L不锈钢的金相组织为奥氏体。平均电化学价约为27。316L不锈钢的硬度低，表面易于压痕，极限抗拉(张)强度、屈服强度和疲劳强度均低，易于变形或折断，同时也具有再钝化性能优良，腐蚀率低，生物适应性较好和经济便宜等优点。所以选择316L不锈钢作为此次研究的支架材料。4、镀膜方法-磁控溅射、磁控溅射及装备系统当高能粒子(通常是由电场加速的正离子)冲击固体表面时，固体表面的原子、分子
6、与这些高能粒子交换动能，从而由固体表面飞溅出来，这种现象叫做溅射，用溅射出来的粒子进行镀膜的工艺称之为溅射镀膜。【4】辉光放电是在10。210Pa的真空度范围内，两个电极间加上高压时产生的放电现象，它是溅射镀膜的基础。磁控溅射镀膜的有点有：第一，任何物质都可以溅射，尤其高熔点、低蒸汽压元素和化合物；第二，溅射镀膜密度高，无气孔，与基材之间的附着性好。选用的设备为英国TEER公司制造的UDP650型封闭场非平衡磁控溅射仪。磁控溅射系统主要由以下几部分组成：(1)真空系统(机械泵和分子泵)(2)磁控溅射设备附直流电源一台(3)溅射靶及其电源(4)加偏压所用的直流电源一台(5)基底加热装置及其控温系
7、统(6)气体气路及流量计(7)冷却水循环系统在四个垂直于水平面并相互呈90。方向上安置尺寸为380cmxl75cm的纯铬靶和纯钨靶(钛靶和石墨靶)，两种靶材交替排列。基底置于样品台上，样品台有三个转动系统，可以同时公转和自转，以保证溅射出的薄膜均匀。、直流磁控溅射制备CrNW2N多层膜的步骤将已经清洗好的高速钢样品和单晶硅片放置在样品台上，然后调整靶材与样品台的间距为15em，溅射时通入的气体是氩气和氮气的混合气体，氩气的流量控制在35seem左右，而氮气的流量由OEM(OpticalMonitor)控制。关闭真空腔体，进行溅射镀膜，过程如下：(1)开机预热，通冷却水，开机械泵抽低真空至1Pa
8、左右，打开分子泵抽高真空至5x100Pa，同时将真空室加热至1000C；(2)打开气瓶阀门及流量计，通入氩气，调整气压使靶材起辉；(3)加基底偏压至500V，用Ar+溅射基底表面30min，以去除表面杂质；(4)通入氮气，调整工作气压至O4Pa；调整基底偏压为100V，设置基底温度为100摄氏度：(5)沉积一层金属Cr的过渡层，以提高薄膜与基底的结合力；(6)调整工作气压为02Pa，设置Cr靶电流为3A，W靶电流为5A，四个靶材共同溅射2h，同时控制样品台匀速转动，设置不同的转速，以得到具有不同的调制周期的CrNW2N多层膜；(7)镀膜完毕，待冷却后充气并取出样品。在沉积薄膜的过程中，调节基底
9、的转速分别为、1、2、4rpm，以得到不同调制周期的多层膜。在首次溅射时，需要先对靶材进行预溅射，预溅射时间为30min。预溅射可以达到两个方面的目的：第一是去除表面吸附的气体和杂质，这是由于溅射时放电气体离子碰撞靶材过程中进行能量交换，使靶材温度升高，从而达到真空除气目的；更为重要的是，预溅射可以使靶材表面达到正式溅射时的化学成份组成，提高薄膜成分均匀性。5、薄膜的扫描电子显微镜(SEM)测试扫描电子显微镜(SEM)是利用被加速的聚焦电子束与样品的相互作用，激发样品产生出各种物理信号，通过收集从样品表面激发出的各种电子信号调制成像的一种微结构形貌分析方法。扫描电镜主要通过二次电子观察形貌。对
10、样品的截面形貌进行观察，并得出薄膜的厚度。6、多层膜的硬度及结合力分析通过纳米压痕测试计算出了多层膜的硬度及弹性模量。硬度H与弹性模量E的交化趋势相同，均随着调制周期的减小而增大。硬度H与晶粒尺寸遵循关系，即晶粒尺寸越小，硬度H的值越大，且调制周期减小至15nm时，其多层膜的硬度和弹性模量达到最大值，分别是292GPa和376GPa，此薄膜对应的CrN晶粒尺寸为65nm.。薄膜硬度增加的机理有以下几种：(1)由于CrN和w2N单层的厚度均控制在纳米尺度范围内，因此由于晶界的作用晶粒尺寸也被控制在纳米范围内,而使硬度大大增加；(2)Ducros【5】等人研究发现，晶粒尺寸的减小和界面数量的增加都
11、可以导致材料的硬化；(3)多层膜中相邻两层的相不同，使材料性质的交替变化，进而使位错的运动受到阻碍，因此硬度增加；(4)相邻两层中的CrN和W2N晶粒的晶格常数和晶粒取向不同(CrN：a=0414nln，W2N：a=0413nlTl)，导致内应力的增加，内应力阻碍了位错的运动，使硬度增加；(5)不同相的剪切应力不同，使位错运动需要的能量更大。【6】由于上述的原因，调制周期小的多层膜的机械性能比单层膜或复合膜要好，而且在一定的范围内，调制周期越小，其机械性能越好。CrWN复合膜的硬度和弹性模量降低，是因为界面作用的消失，使晶粒的长大不受阻碍。薄膜与基底的结合强度是薄膜的机械性能的指标之一。薄膜的
12、耐磨性、抗腐蚀性能等多种性能与之相关。薄膜基底的结合强度的测量方法很多，分为定性分析和定量分析。最常用的是定性分析法中的压痕法和划痕法。本试验采用HR-150A型洛氏硬度计表征薄膜与基底的纵向结合力，划痕法表征薄膜与基底的横向结合力。7、多层膜的耐磨性能分析本试验采用WTM-IE型球盘式摩擦试验仪对薄膜的摩擦性能进行测试。选用的对磨球是直径为3mm的Si3N4硬质陶瓷球(硬度为Hvl550)，转盘转速为350rpm，球与盘相对滑动速度是s，载荷为1N，每个样品的测试时同为30rain实验的条件是室温，潮湿空气(相对湿度50)，无润滑。所有的薄膜均在此实验条件下通过球一盘式摩擦系统测试。摩擦测试
13、结束后，通过扫描电镜观察磨痕。通过光学轮廓仪对磨痕进行观察，得出薄膜的磨损体积，进而计算出薄膜的磨损率。磨损率被定义为单位摩擦功下的磨损体积。参考文献【1】MfinmoyDe，ParthaS，RotelloVMApplicationsofnanoparticlesinbiologyJAdvanceMaterials，XX，20(22)：42254241【2】GhoshP，HanG，MrinmoyDe，etaGoldnanoparti-desindeliveryApplicationsJAdvancedDrugDeliverReviews，XX，60(11)：13071315【3】刘成龙，医用金
14、属材料表面惰性涂层改性研究，XX年11月。【4】李瑞玲，磁控溅射CrN/WN多层薄膜和Ti/a-C复合薄膜的结构调控及摩擦学性能，XX年01月【5】CDucros，VBenevent,ESancheUe，Deposition,characterizationandmachiningperformanceOfmultilayerPVDcomingsoncementedcarbidecuttingtoolsSurfCoatTechn01，XX，163：681-688【6】EMAnderson，TFoeeke，PMHazzledine，Dislocation-baseddeformationMech
15、anismsinmetallicnanolaminates。MRSBull，1999，24(2)：27-33第一章绪论磁性复合微球的可控制备及表面修饰研究磁性聚合物微球的分类磁性聚合物微球的制备方法磁性聚合物微球的应用磁性复合微球在模拟酶检测中的应用纳米材料模拟酶普鲁士蓝的结构及其功能磁性复合材料的模拟酶性质与葡萄糖检测热敏性磁性复合微球材料的制备和表面修饰研究交变磁场下的磁热升温现象分子信标的结构及其功能热敏性磁性复合微球在体外检测中的应用论文研究的主要内容第二章磁性复合微球的制备共沉淀法制备超顺磁性Fe3O4油相磁流体引言实验材料与仪器实验方法与步骤油酸包(来自:写论文网:生物材料表面工程)覆的超顺磁性Fe3O4油相磁流体的制备油酸和十一烯酸共同包覆的超顺磁性Fe3O4油相磁流体的制备结果与讨论油相磁流体的性能表征油酸与十一烯酸的用量比对于油溶性的影响研究洗涤方式对于油溶性的影响小结细
