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等离子渗氮/氮化钛镀膜对纯钛铸件耐腐蚀性能影响的研究

作　者: 王献利
导　师: 郭天文
学　校: 第四军医大学
专　业: 口腔医学
关键词: 纯钛等离子渗氮磁控溅射氮化钛耐腐蚀性氟极化曲线离子释放
分类号: R783.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

纯钛作为一种生物材料，密度低、机械性能好、耐腐蚀性强、生物相容性佳，因此被广泛应用于口腔医学领域。然而纯钛作为义齿修复材料，耐磨性较差，颜色不美观，易受氟化物腐蚀。本课题组前期已对等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理后钛铸件的表面性能、生物安全性、真菌粘附性能及临床应用效果等进行了研究，本实验主要是应用动电位极化技术和通过离子释放实验观察复合表面处理对钛铸件在氟环境中耐腐蚀性能的影响。第一部分等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理及电化学腐蚀研究等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理前后的纯钛铸件共六组，分别浸泡于氟质量浓度为0、500、2000mg／L的人工唾液中30min后进行电化学实验，描绘极化曲线，从极化曲线中获得自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，并对测试后的试件进行SEM及EDS分析。结果显示：未处理组纯钛铸件在氟质量浓度为0、500、2000mg／L的人工唾液中的自腐蚀电流密度为(1530.23340.12)、(2290.36320.10)、(4130．52230．17) nA，自腐蚀电位为(一0．930．10)、(一0．890．21)、(一0．570．09) V。复合表面处理组各组自腐蚀电流密度为(2．620．64)、(7．373．59)、(10．766．05)nA，自腐蚀电位为(一0．210．04)、(一0．170．03)、(一0．220．03)V。扫描电镜显示，随氟离子浓度的增加，两组试件表面腐蚀程度均加重，而复合表面处理组纯钛铸件的腐蚀较未表面处理组明显减轻。EDS分析均未发现试验后试件表面存在氟化物。结果表明逐渐增大的氟浓度使复合表面处理组和未表面处理组纯钛铸件的耐蚀性降低,但等离子渗氮和氮化钛镀膜复合表面处理能明显提高纯钛在人工唾液中的耐蚀性。第二部分等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理后钛铸件的离子释放研究对等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理后钛铸件分别进行短期浸泡和长期浸泡，测量浸泡后析出的钛离子含量,进行统计分析。短期浸泡结果显示：未表面处理组和复合表面处理组纯钛铸件在氟离子为0mg／L的人工唾液中第一次浸泡后及三次浸泡后均未检出钛离子。在氟离子为2000mg／L的人工唾液中第一次浸泡后及三次浸泡后钛离子的析出量分别为2.020.12、5.800.21及0.360.11、0.970.13μ g/cm2。长期浸泡结果显示：未表面处理组和复合表面处理组纯钛铸件在氟离子为0mg／L的人工唾液中浸泡274h和456h后钛离子的析出量分别为2.360.10、3.170.43和1.240.02、1.810.12μ g/cm2，在氟离子为2000mg／L的人工唾液中浸泡274h和456h后钛离子的析出量分别为20.751.13、27.572.31和4.580.42、5.450.33μ g/cm2。离子释放实验结果表明氟离子的存在使复合表面处理组和未表面处理组的钛离子析出量明显增高，而复合表面处理后纯钛铸件的钛离子析出量明显降低。上述两部分应用动电位极化技术和钛离子释放实验观察了复合表面处理对钛铸件耐腐蚀性的影响,结果表明等离子渗氮/氮化钛镀膜复合表面处理可显著提高纯钛铸件表面的耐腐蚀性能。

等离子渗氮/氮化钛镀膜对纯钛铸件耐腐蚀性能影响的研究

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