开题报告——蔡雪琴

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1、淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：周唐琪学号：1101103110专业：金属材料设计(论文)题目：医用316L不锈钢表面TiB2薄膜的制备及其耐蚀性研究指导教师:夏木建2014年3月8日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述1医用316L不锈钢的概述1.1医用316L不锈钢的性质医用316L不锈钢是铁基耐蚀合金，其机械性能好：极限抗拉强度为620Mpa，屈服强度为310MPa，伸长率为30%；有良好的抗腐蚀性能和抗高温性能，能在苛刻条件下使用；容易加工。

2、1.2医用316L不锈钢的用途316L不锈钢是典型的奥氏体不锈钢，由于其出众的综合性能，被应用于医药领域。医用316L不锈钢是一种性能优良的医用材料，在临床上有着广泛的应用。在骨科中主要用于制造各种人工关节、人工骨及各种固定器械；牙科中用于制造种植体、矫形丝等器件；还可以用来制造心脏支架及人工瓣膜等[1]。1.3医用316L不锈钢在临床应用中存在的问题医用316L不锈钢植入人体后，由于复杂生理环境下大量活性离子的存在，该不锈钢表面的氧化膜不稳定，产生腐蚀，造成植入的医用316L不锈钢耐蚀性变差。而且，腐蚀产物中还存在着大量的Cr、Ni、Fe等离

3、子，会对人体会产生副作用[2]。另外，医用316L不锈钢在人体内的血液相容性亦不是很理想[3]。1.4国内外医用316L不锈钢表面改性现状随着材料表面技术的日益发展，国内外学者针对医用316L不锈钢在临床应用中存在的问题，研究了各种耐蚀强、生物相容性优良的涂层。目前，主要有以下几种：1.4.1金属涂层金属涂层可以提高金属的耐蚀性。通过电镀Rh的方法对医用316L不锈钢表面改性。经一系列测试后得出结论：镀上Rh涂层后的医用316L不锈钢耐蚀性显著提高；镀上Rh涂层后的医用316L不锈钢的表面亲水性有提高，溶血率显著下降，提高了血液相容性[4]。1

4、.4.2聚合物涂层选择组织相容性良好的高分子聚合物材料来为316L不锈钢镀层能有效抑制平滑肌细胞过度生长，减少局部炎症，提高血液相容性。李小燕等[5]通过静电自组装的方法将丝素肽和壳聚糖涂覆在医用316L不锈钢的表面，形成聚合物膜。测试该不锈钢涂层前后的动态凝血时间，表面抗血小板作用和溶血率后，得出结论：该聚合物膜延长了动态凝血时间，提高了医用316L不锈钢的血液相容性。1.4.3陶瓷涂层金属陶瓷涂层具有保护基体不受高温氧化、提高耐腐蚀和耐磨的特点。刘成龙等[6]采用液相沉积法在316L不锈钢基体上制备了TiO2涂层。对其在Tyrode’s模拟

5、体液中的腐蚀行为进行研究并用AFM和SEM观察组织。发现该该膜层均有纳米粒子堆积而成，膜层光滑；随沉积时间增加，膜层增厚，抗腐蚀性能增强。1.4.4类金刚石薄膜类金刚石薄膜（DLC）是一种由碳元素构成、在性质上和钻石类似，同时又具有石墨原子组成结构的物质。是一种非晶态薄膜，具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因素，耐磨损及良好的真空摩擦学特性，很适合作为耐磨涂层。F.R.Marciano等[7]利用化学气象沉积法在医用316L不锈钢上制备了Ag-DLC薄膜。研究表明，除硬度有少许下降外，该薄膜的其他性能如抗菌性，耐蚀性等均有所提高。综上所述，制备出一

6、种耐蚀性优良的涂层已成为当前医用316L不锈钢表面改性的热点。2.1TiB2的结构二硼化钛(TiB2)是硼和钛最稳定的化合物，为C32型结构，以其价键形式结合，属于六方晶系的准金属化合物。其完整晶体的结构参数为：a为0.3028nm，C为0.3228nm。晶体结构中的硼原子面和钛原子面交替出现构成二维网状结构，其中的B与另外3个B以共价键相结合，多余的一个电子形成了TT键[8]。2.2TiB2薄膜的性能类似于石墨的硼原子层状结构和Ti外层电子决定了TiB2具有良好的导电性能和金属光泽，而硼原子面和钛原子面之间的Ti-B键决定了这种材料的高硬度（

7、莫氏硬度为9，显微硬度为2.9GPa）的特点。此外TiB2还具有化学稳定性好，在酸中稳定，抗腐蚀性能较好，对熔融金属有较强的抵抗性，抗高温氧化性能好的优点[9]。2.3TiB2薄膜的用途TiB2的优良性能，决定了其具有广泛的用途。它用来制造陶瓷切削刀具及模具；可以作为复合陶瓷材料，制作各种耐高温部件及功能部件；还能作为颗粒增强复合材料、硬质合金基体、导电陶瓷材料等。在普通性能的钢材表面激光熔覆TiB2涂层,能大大提高钢材的力学性能,延长服役寿命。2.4TiB2薄膜目前国内外的研究趋势TiB2作为一种新型的陶瓷材料，涂覆技术是实现其应用的一种有效

8、手段。国内外学者运用各种方法制备TiB2薄膜，主要的制备方法如下：2.4.1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶技术法制作陶瓷涂层，是利用一种烷氧基金属加水分解引发