開題報告-姜姜3-sp

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1、淮陰工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名：周唐琪學號：1101103110專業(yè)：金屬材料設計(論文)題目：醫(yī)用316L不銹鋼表面TiB2薄膜的制備及其耐蝕性研究指導教師:夏木建2014年3月8日畢業(yè)設計（論文）開題報告1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述文獻綜述1醫(yī)用316L不銹鋼的概述1.1醫(yī)用316L不銹鋼的性質醫(yī)用316L不銹鋼是鐵基耐蝕合金，其機械性能好：極限抗拉強度為620Mpa，屈服強度為310MPa，伸長率為30%；有良好的抗腐蝕性能和抗高溫性能，能在苛刻條件下使用；容易加工。1.2醫(yī)用316L不銹鋼的用途316L不銹鋼是典

2、型的奧氏體不銹鋼，由于其出眾的綜合性能，被應用于醫(yī)藥領域。醫(yī)用316L不銹鋼是一種性能優(yōu)良的醫(yī)用材料，在臨床上有著廣泛的應用。在骨科中主要用于制造各種人工關節(jié)、人工骨及各種固定器械；牙科中用于制造種植體、矯形絲等器件；還可以用來制造心臟支架及人工瓣膜等[1]。1.3醫(yī)用316L不銹鋼在臨床應用中存在的問題醫(yī)用316L不銹鋼植入人體后，由于復雜生理環(huán)境下大量活性離子的存在，該不銹鋼表面的氧化膜不穩(wěn)定，產生腐蝕，造成植入的醫(yī)用316L不銹鋼耐蝕性變差。而且，腐蝕產物中還存在著大量的Cr、Ni、Fe等離子，會對人體會產生副作用[2]。另外，醫(yī)用316L不銹鋼在人體內的血液相容性亦不是很理想[3]。

3、1.4國內外醫(yī)用316L不銹鋼表面改性現(xiàn)狀隨著材料表面技術的日益發(fā)展，國內外學者針對醫(yī)用316L不銹鋼在臨床應用中存在的問題，研究了各種耐蝕強、生物相容性優(yōu)良的涂層。目前，主要有以下幾種：1.4.1金屬涂層金屬涂層可以提高金屬的耐蝕性。通過電鍍Rh的方法對醫(yī)用316L不銹鋼表面改性。經一系列測試后得出結論：鍍上Rh涂層后的醫(yī)用316L不銹鋼耐蝕性顯著提高；鍍上Rh涂層后的醫(yī)用316L不銹鋼的表面親水性有提高，溶血率顯著下降，提高了血液相容性[4]。1.4.2聚合物涂層選擇組織相容性良好的高分子聚合物材料來為316L不銹鋼鍍層能有效抑制平滑肌細胞過度生長，減少局部炎癥，提高血液相容性。李小燕等

4、[5]通過靜電自組裝的方法將絲素肽和殼聚糖涂覆在醫(yī)用316L不銹鋼的表面，形成聚合物膜。測試該不銹鋼涂層前后的動態(tài)凝血時間，表面抗血小板作用和溶血率后，得出結論：該聚合物膜延長了動態(tài)凝血時間，提高了醫(yī)用316L不銹鋼的血液相容性。1.4.3陶瓷涂層金屬陶瓷涂層具有保護基體不受高溫氧化、提高耐腐蝕和耐磨的特點。劉成龍等[6]采用液相沉積法在316L不銹鋼基體上制備了TiO2涂層。對其在Tyrode’s模擬體液中的腐蝕行為進行研究并用AFM和SEM觀察組織。發(fā)現(xiàn)該該膜層均有納米粒子堆積而成，膜層光滑；隨沉積時間增加，膜層增厚，抗腐蝕性能增強。1.4.4類金剛石薄膜類金剛石薄膜（DLC）是一種由碳

5、元素構成、在性質上和鉆石類似，同時又具有石墨原子組成結構的物質。是一種非晶態(tài)薄膜，具有高硬度和高彈性模量，低摩擦因素，耐磨損及良好的真空摩擦學特性，很適合作為耐磨涂層。F.R.Marciano等[7]利用化學氣象沉積法在醫(yī)用316L不銹鋼上制備了Ag-DLC薄膜。研究表明，除硬度有少許下降外，該薄膜的其他性能如抗菌性，耐蝕性等均有所提高。綜上所述，制備出一種耐蝕性優(yōu)良的涂層已成為當前醫(yī)用316L不銹鋼表面改性的熱點。2.1TiB2的結構二硼化鈦(TiB2)是硼和鈦最穩(wěn)定的化合物，為C32型結構，以其價鍵形式結合，屬于六方晶系的準金屬化合物。其完整晶體的結構參數(shù)為：a為0.3028nm，C為0

6、.3228nm。晶體結構中的硼原子面和鈦原子面交替出現(xiàn)構成二維網狀結構，其中的B與另外3個B以共價鍵相結合，多余的一個電子形成了TT鍵[8]。2.2TiB2薄膜的性能類似于石墨的硼原子層狀結構和Ti外層電子決定了TiB2具有良好的導電性能和金屬光澤，而硼原子面和鈦原子面之間的Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度（莫氏硬度為9，顯微硬度為2.9GPa）的特點。此外TiB2還具有化學穩(wěn)定性好，在酸中穩(wěn)定，抗腐蝕性能較好，對熔融金屬有較強的抵抗性，抗高溫氧化性能好的優(yōu)點[9]。2.3TiB2薄膜的用途TiB2的優(yōu)良性能，決定了其具有廣泛的用途。它用來制造陶瓷切削刀具及模具；可以作為復合陶瓷材料，制作各

7、種耐高溫部件及功能部件；還能作為顆粒增強復合材料、硬質合金基體、導電陶瓷材料等。在普通性能的鋼材表面激光熔覆TiB2涂層,能大大提高鋼材的力學性能,延長服役壽命。2.4TiB2薄膜目前國內外的研究趨勢TiB2作為一種新型的陶瓷材料，涂覆技術是實現(xiàn)其應用的一種有效手段。國內外學者運用各種方法制備TiB2薄膜，主要的制備方法如下：2.4.1溶膠-凝膠法溶膠-凝膠技術法制作陶瓷涂層，是利用一種烷氧基金屬加水分解引發(fā)