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Ti/TiB_2多层膜在Hank’s模拟体液中耐蚀性研究 被引量：2
1
作者 丁红燕 周长培 +3 位作者 章跃 周广宏 王湘鸣 尹凤 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期611-615,共5页
采用磁控溅射法在医用钛合金Ti6Al4V和硅基体上沉积了Ti/TiB2多层膜。通过X射线衍射仪分析了薄膜的相结构,采用扫描电镜观察了薄膜的表面形貌和断面多层结构,利用电化学法研究了Ti/TiB2多层膜在Hank’s模拟体液中的抗腐蚀性能。研究结... 采用磁控溅射法在医用钛合金Ti6Al4V和硅基体上沉积了Ti/TiB2多层膜。通过X射线衍射仪分析了薄膜的相结构,采用扫描电镜观察了薄膜的表面形貌和断面多层结构,利用电化学法研究了Ti/TiB2多层膜在Hank’s模拟体液中的抗腐蚀性能。研究结果表明:Ti层的引入有利于TiB2获得多晶结构,同时降低了薄膜表面的粗糙度,抑制了基体中Al3+的释放。沉积Ti/TiB2多层膜试样的自腐蚀电位,较单层膜相比有显著提高,达到13.2 mV,自腐蚀电流密度降低了4个数量级。分析认为这是由于Ti/TiB2多层结构增加了界面,降低了贯穿至基体表面的针孔等缺陷的数量,导致腐蚀介质经过针孔等缺陷与基体接触的机会变少,薄膜的耐蚀性得到改善。 展开更多
关键词 多层膜 Hank’s模拟体液 腐蚀 仿生
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Ti/TiB_2多层膜在模拟体液中生物摩擦学行为研究 被引量：1
2
作者 陈昌佐 赵欣欣 +4 位作者 庄国志 王湘鸣 印凤 丁红燕 章跃 《淮阴工学院学报》 CAS 2014年第3期11-15,25,共6页
采用磁控溅射的方法在医用钛合金Ti6Al4V表面制备了具有不同调制比的Ti/TiB2多层膜,并考察多层膜在Hank’s模拟体液中与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)配副的摩擦磨损性能。研究结果表明:所制备的多层膜层状结构清晰,与基体结合良好,各子层... 采用磁控溅射的方法在医用钛合金Ti6Al4V表面制备了具有不同调制比的Ti/TiB2多层膜,并考察多层膜在Hank’s模拟体液中与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)配副的摩擦磨损性能。研究结果表明:所制备的多层膜层状结构清晰,与基体结合良好,各子层保持一定的择优取向。多层膜在模拟体液中的摩擦磨损性能与调制比间存在着一定的依赖关系。当多层膜调制比为1:5时,其平均摩擦系数约为0.1,与Ti6Al4V相比降低了28.6%,UHMWPE磨损速率降低了近一个数量级,呈现出良好的减摩耐磨效应。多层膜的引入有效抑制了Ti6Al4V合金发生氧化磨损,而使其表现为不同程度的磨粒磨损和粘着磨损。在调制比为1:5时,多层膜/UHMWPE的生物摩擦学性能最佳,并有望在人工关节表面改性上获得应用。 展开更多
关键词 多层膜 钛合金 Hank's模拟体液 摩擦
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钛合金表面Ti/TiB_2仿生多层膜的断裂韧性 被引量：1
3
作者 周广宏 丁红燕 +3 位作者 印凤 王湘鸣 庄国志 夏木建 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2297-2302,共6页
根据贝壳珍珠层的结构特点,以金属Ti层为软质层,对TiB_2陶瓷薄膜进行仿生增韧处理,并通过压痕法研究了Ti/Ti B_2仿生多层膜的断裂韧性。结果表明:随着调制比Λ(t_(TiB_2):t_(Ti))的增大,多层膜的断裂韧性先增大而后减小,当Λ为5时,多层... 根据贝壳珍珠层的结构特点,以金属Ti层为软质层,对TiB_2陶瓷薄膜进行仿生增韧处理,并通过压痕法研究了Ti/Ti B_2仿生多层膜的断裂韧性。结果表明:随着调制比Λ(t_(TiB_2):t_(Ti))的增大,多层膜的断裂韧性先增大而后减小,当Λ为5时,多层膜的断裂韧度达到最大值(KIC=2.68 MPa·m^(1/2))。对于相同厚度的Ti B_2单层膜而言,断裂韧度值仅为0.76MPa·m^(1/2),也就是说,Ti/Ti B_2仿生多层膜可有效提高陶瓷层的断裂韧性。沉积在Ti6Al4V基体上的多层膜在断裂过程中进行能量释放以径向裂纹为主,以环形裂纹为辅。由于多层膜中Ti子层的周期性引入,有效缓解了Ti B_2薄膜的内应力;当裂纹扩展至Ti子层时,Ti层可对裂纹尖端起到很好的钝化作用,使裂纹扩展方向发生偏转。此外,多层膜的界面增多,也相应增大了裂纹扩展的阻力,提高了多层膜的断裂韧性。 展开更多
关键词 钛合金 Ti/Ti B2多层膜 压痕法 断裂韧性 仿生
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调制结构对Ti/TiB_2多层膜在模拟体液中摩擦学行为影响
4
作者 周广宏 方冬 +1 位作者 王湘鸣 丁红燕 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期284-290,共7页
采用磁控溅射法在316L不锈钢表面制备了具有不同调制结构的Ti/TiB_2多层膜,研究了调制结构对Ti/TiB_2多层膜在Hank’s模拟体液中与超高分子聚乙烯配副的摩擦学行为的影响。结果表明:多层膜的摩擦学行为与调制层数n间存在着一定的依赖关... 采用磁控溅射法在316L不锈钢表面制备了具有不同调制结构的Ti/TiB_2多层膜,研究了调制结构对Ti/TiB_2多层膜在Hank’s模拟体液中与超高分子聚乙烯配副的摩擦学行为的影响。结果表明:多层膜的摩擦学行为与调制层数n间存在着一定的依赖关系。n=4的多层膜平均摩擦因数约为0.126,与316L不锈钢相比降低了34.3%;对磨副UHMWPE的磨损量明显降低,呈现出良好的减摩和耐磨效应。与316L不锈钢相比,多层膜在摩擦前后的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度降低了2-3个数量级。n=4的多层膜开路电位为-0.237 V,也明显高于316L不锈钢。316L不锈钢磨损机理为磨粒磨损合并粘着磨损,多层膜的引入有效降低了316L不锈钢的磨粒磨损和粘着磨损程度。Ti/TiB_2多层膜在人工关节、人工椎间盘等医疗器械的表面改性有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 多层膜 316L不锈钢 Hank’s模拟体液 生物摩擦学
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调制周期对Ti/TiB_2多层膜的结构和力学性能的影响
5
作者 周广宏 王湘鸣 +3 位作者 印凤 庄国志 夏木建 丁红燕 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期498-502,共5页
采用磁控溅射法制备了Ti/TiB_2周期性(T=2,3,4,6,12)多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面(断面)形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结... 采用磁控溅射法制备了Ti/TiB_2周期性(T=2,3,4,6,12)多层膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜分析了薄膜的相结构和表面(断面)形貌,采用纳米压痕仪、多功能摩擦摩损试验机和显微硬度计研究了多层膜的纳米硬度、弹性模量、膜基结合力以及断裂韧性。结果表明:Ti/TiB_2多层膜具有清晰的纳米层状结构,薄膜表面致密平整,与基体保持着良好的物理结合。多层膜的硬度和弹性模量随着调制周期的增加而增大,在周期T=12时,多层膜的硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.8和349 GPa;多层膜的断裂韧性随着周期的增加呈现出先增大而后减小的趋势,当周期T=6时多层膜的断裂韧性最好,其断裂韧度为2.17 MPa·m^(1/2)。分析认为多层膜中的Ti子层可使裂纹尖端产生钝化作用,从而引起裂纹扩展路径发生偏转,提高了多层膜的断裂韧性。 展开更多
关键词 Ti/TiB2多层膜 调制周期 力学性能
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医用不锈钢表面改性及腐蚀磨损研究进展 被引量：6
6
作者 王湘鸣 章跃 +3 位作者 周广宏 陈昌佐 胡文新 丁红燕 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期95-98,共4页
综述了医用不锈钢的表面改性方法及其腐蚀磨损性能,并对提高医用不锈钢腐蚀磨损性能的表面改性发展趋势进行了展望。
关键词 医用不锈钢 表面改性 腐蚀磨损
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