真空磁过滤电弧离子镀制备氧化钛薄膜及其血液相容性

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1、西南交通大学硕士学位论文真空磁过滤电弧离子镀制备氧化钛薄膜及其血液相容性姓名：曹国栋申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：冷永祥20090501摘要本文采用真空磁过滤电弧离子镀技术，通过改变氧分压、基体偏压、沉积温度等工艺参数在不同的基体上制备了Ti．0薄膜。分别研究了薄膜的晶体结构、表面润湿性、方块电阻、表面及横截面形貌、禁带宽度和薄膜厚度等物理化学性能，采用血小板粘附和乳酸脱氢酶实验研究了薄膜的血液相容性，并分析了薄膜物化性能对血液相容性的影响。研究表明，用真空磁过滤电弧离子镀技术可以制备出金红石型、金红石和三

2、氧化二钛混合型等多种结构的币．O系薄膜，Ti、O粒子的能量和沉积温度是影响Ⅲ．O薄膜晶体结构的主要因素，提高氧分压、基底偏压、沉积温度、退火温度等均有利于金红石结构啊．O薄膜的形成。通过对工艺参数的控制，本文所制备Ti．O薄膜的方块电阻可以在较大范围内进行调节，金红石结构薄膜的禁带宽度在3．1eV．3．2eV，使用扫描电子显微镜观察薄膜的表面和横截面可以看到，薄膜表面致密，与基体结合紧密，呈等轴晶结构，氧分压对薄膜厚度的影响最大，随着氧分压的增加，薄膜厚度显著降低。血小板粘附实验结果表明，金红石结构，方块电阻为751

3、KQ／口的薄膜具有较好的血液相容性。薄膜的成分、结构和晶体完整性等在不同程度上影响着薄膜的亲水性，进而影响薄膜的血液相容性。在经过800℃、30分钟高真空退火处理后，薄膜的结晶趋于完整，接触角降低到450．500之间，亲水性得到明显改善，血液相容性亦提高。Ti．O薄膜具有良好抗凝血性能的主要原因是，Ti．O薄膜具有较强亲水性，比疏水性表面吸附蛋白量少，且易于解吸，并且Ti．O薄膜具有较宽的禁带宽度可以有效地阻止凝血的核心蛋白质一纤维蛋白原的电荷向材料表面转移，抑制凝血的发展，从而使Ti．O薄膜具有较好的血液相容性。关

4、键词：Ti．O薄膜；真空磁过滤电弧离子镀；金红石；方块电阻；亲水性；血液相容性AbstractInthispaper,Ti-OfilmswerepreparedonvarioussubstratesbyVacuumMagneticFilteredArcPlasmaDeposition(VMFAPD)atdifferentoxygenpartialpressure，substratebiasanddepositiontemperature．Themicrostructure，surfacewettability,she

5、etresistance，surfaceandcrosssectionmorphology,opticalbandgapandfilmthicknesswereinvestigated，respectively．Thebloodcompatibilityoffilmswasresearchedbyplateletadhesionandlactatedehydrogenase(LDH)，andtherelationshipbetweenphysical，chemistrypropertiesoffilmsandbloo

6、dcompatibilitywasevaluated．TheresultsshowedthatTi-Ofilmswithdifferentcrystallinestructure(ruffle，amixtureofruffleandtitaniumsesquioxide)couldbesynthesizedbyVMFAPD．ThemicrostructureoftheTi-Ofilmsmainlydependedontheenergyoftheparticlesimpingingonthesubstrateandth

7、edepositiontemperature．RutiletitaniumoxideWasapttobeformedwhenoxygenpartialpressure，substratetemperature，depositiontemperature，andannealtemperaturewereincreased．Thesheetresistancecouldbecontrolledinlarge-scalebyadjustingprocessparameters．Theopticalbandgapofruti

8、letitaniumoxidewasbetween3．1．3．2eV．TheTi—Ofilmsweredensedandhadallexcellentadhesionwiththesubstrateandrepresentedequiaxedstructure，whichcouldbeobservedunderscanningelectronm