镍钛合金表面ac：f膜的制备与性能研究

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1、哈尔滨T程大学硕士学位论文摘要随着现代材料科学以及生物医学科学的迅猛发展，生物材料在临床医学领域中的应用已日趋广泛。等离子体表面改性技术在生物材料研究领域的应用成为一个热点问题。通过表面改性技术增强材料表面的抗腐蚀性已经成为现代生物医用材料设计的一个重要发展方向。由于氟化非晶碳膜(Fluorinatedamorphouscarbonfilm，a-C：F)具有良好的生物相容性、抗细菌吸附性、化学惰性、耐磨性、低介电常数、高疏水性和相对优良的机械性能等特性将成为发展前景广阔的新型生物医用薄膜材料。因此对a-C：F膜的结构和性能进行系统性

2、研究对开发和设计新一代生物医用材料具有极其重要的指导意义。本文采用射频等离子体磁控溅射技术，在镍钛合金表面沉积出a-C：F膜。通过衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、激光拉曼光谱(Raman)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、纳米压痕仪、电化学试验等分析方法对薄膜的成分、结构、形貌、力学性能、抗腐蚀性能进行了研究，并分析了射频功率、沉积时间、氩气流量对薄膜结构和性能的影响。研究结果表明，磁控溅射制备的碳氟膜为非晶结构。a-C：F膜中化学基团包括：C．C、．CF、．(CF．CF

3、)n．、．CF2和．CF3基团；通过控制工艺条件可以很好的调节薄膜中的SP2与SP3的杂化比；随着沉积时间的增加，薄膜表面的粗糙度逐渐减小，沉积时间为120min时，薄膜的表面粗糙度Ra达到3．218nm，而随着射频功率和氩气流量的增加薄膜表面粗糙度先减小后增大。纳米压痕分析结果表明，随着薄膜制备参数的变化，a-C：F膜表现出不同的硬度和弹性模量，a-C：F膜的力学特性是由薄膜中碳碳网络的特性和氟碳基团的种类共同决定。电化学分析结果表明a-C：F膜的抗腐蚀性能随着浸泡时间的延长趋于稳定，薄膜有效地阻止了镍离子的析出。关键词：a-C：

4、F膜；磁控溅射；抗腐蚀性；镍钛合金哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractWimtherapiddevelopmentofmodemmaterialscienceandlifemedicalscience，differentkindsofbiomaterialshavebeenwidelyusedinclinicalfields．Plasmasurfacemodificationofbiomaterialshasrecentlybecomeahottopicinmaterialsdesign．Itisanimportantwayt

5、oenhancethecorrosionresistancepropertyofthemataefialsurfaceformodembiomaterialdesign．Amorphousfluorocarbonfilms(a-C：F)havebeenproposedasextremelypotentialbiomedicalcoatingsduetotheirmoderatebiocompatibility,anti．adherenceofthebacterial，chemicalinertness，lowcoefficiento

6、ffriction，highwearresistance，lowdielectricconstant，highhydrophobicityandgoodmechanicalproperties．Thusitismuchimportancefordevelopmentanddesignofnewgenerationbiomaterialstomakeadetailedstudyonthefilmstructureandproperties．Inthispaper,thefluorocarobnfilmsweredepositedonN

7、iTialloysurfacebyradio—frequencyplasmamagnetronsputtering．Fluorocarbonfilmcomposition,structure，surfacemorphology,mechanicalpropertiesandcorrosionresistancepropertieswerecharacterizedbyattenuatedtotalreflectionFouriertransforminfraredspectroscopy(ATR-FTIR)，X-rayphotoel

8、ectronspectroscopy(xPs)，Ramanscatteringspectroscopy(Raman)，X-raydiffraction(XRD)，atomicforcemicroscopy(AFM)，nano—inde