开题报告终极版

淮阴工学院毕业设计（论文）开题报学生姓名:学号.周唐琪1101103110告业: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夏木建性研究指导教师:年月日201438毕业设计（论文）开题报告指导教师意见对“文献综述”的评语:

1.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预

2.测指导教师指导教师2013年月日35所在专业审查意见:负责年月日3人2015毕业设计（论文）开题报告结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

1.字左右的文献综述2000文献综述医用不锈钢的概述1316L

1.1医用316L不锈钢的性质医用不锈钢是铁基耐蚀合金，其机械性能好极限抗拉强度为屈服强度为316L620Mpa,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

1.2医用316L不锈钢的用途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316L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［］

11.3医用316L不锈钢在临床应用中存在的问题医用不锈钢植入人体后，由于复杂生理环境下大量活性离子的存在，该不锈钢表316L面的氧化膜不稳定，产生腐蚀，造成植入的医用不锈钢耐蚀性变差而且，腐蚀产物316L中还存在着大量的、等离子，会对人体会产生副作用［］另外，医用不锈Cr NixFe2316L

1.4内外医用316L不锈钢表面改性现状钢在人体内的血液相容性亦不是很理想［］3随着材料表面技术的日益发展，国内外学者针对医用不锈钢在临床应用中存在的问题，316L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的方法对医用不锈钢表面改性经一系Rh316L列测试后得出结论镀上涂层后的医用不锈钢耐蚀性显著提高；镀上涂层后的Rh316L Rh医用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［］316L

41.

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不锈钢镀层能有效抑制平滑肌细胞过度316L生长，减少局部炎症，提高血液相容性李小燕等［］通过静电自组装的方法将丝素肽和5壳聚糖涂覆在医用不锈钢的表面，形成聚合物膜测试该不锈钢涂层前后的动态凝血316L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,提高了医用不锈钢的血液相容性316L

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［］采用液6相沉积法在不锈钢基体上制备了涂层对其在模拟体液中的腐蚀行为316L Ti02Tyrode s进行研究并用和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AFM SEM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等⑺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，制备出一种耐蚀性优良的涂层已成为当前医用不锈钢表面改性的热点316L

2.1TiB的结构二硼化钛（）是硼和钛最稳定的化合物，为型结构，以其价键形式TiB2C322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为为a

0.3028nm,C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，其中的与另外

0.3228nm B个以共价键相结合，多余的一个电子形成了键［］3B TT

82.2TiBz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（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TiB2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涂层,能大大提高钢材的力学性能，TiB2延长服役寿命

2.4TiB薄膜目前国内外的研究趋势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手段国内外学者运TiB2用各种方法制备薄膜，主要的制备方法如下TiB

22.

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缩聚反应生成溶胶,缩聚反应进一步进行生成凝胶，经干燥、热处理最终得到陶瓷涂层李青等［］运用溶胶-凝胶法在不锈钢样品上分别镀上陶瓷涂层经过腐蚀实验后发现10316L溶胶-凝胶陶瓷涂层在硫酸中对不锈钢的保护性要优于和涂层TiO2316L SiO2-TiO2A12O3表明陶瓷涂层大大提高了不锈钢基体的耐蚀性和抗氧化力但其耐蚀性以及硬TiO2316L度和耐磨性均不如薄膜SiO

22.

4.2脉冲电极沉积法脉冲电极沉积是一种采用短时高电流脉冲来改变材料表面性能的技术它通过放PES电电容和电压使电流和短脉冲相结合，从而导致电极熔化并在基体上沉积薄膜的技术Arvind等［］采用脉冲电极沉积法在钢上沉积获得了薄膜，经过测试和观察Agarwal111080TiB2发现用该方法获得的薄膜晶粒细小，薄膜与钢基体粘结力较好，有很高的抗剥落性，1080薄膜晶粒细小且高度致密，薄膜硬度强度高缺点是所制备涂层的耐蚀性有所降低243磁控溅射法磁控溅射法通过在靶电极上方加一个与其表面平行的磁场，将初始电子的运动限制在邻近靶电极的区域，增加了气体原子的离化效率，从而克服了通常溅射法溅射效率不高的问题磁控溅射法制备涂层具有沉积温度低，基体选择范围广和环境友好等优点利用磁控溅射技术在基体上沉积了TiB2涂层，经研究表明涂层平整光滑，结构致密通过升高基体加热温度将残余压应力从不加热时的

5.5Gpa降低至500oC时的1GPa,改变基体偏压得极性使参与应力从负偏压时的7至10Gpa降低到正偏压时的

0.5Gpa[12-13]镀层的残余应力降低，组织致密度高能有效的阻止CI-的渗入，从而提高了涂层的耐蚀性

[14]研究还发现薄膜热处理时颗粒会长大，其粗糙度也会随之变化，高的偏压会导致涂层的残余压应力升高以至于降低其微磨损性能本课题可行性分析3涂层具有能大大提高不锈钢的力学性能，抗腐蚀性好，延长服役寿命的优点采TiB2316L用磁控溅射法在基体上镀的薄膜具有平整光滑，硬度高，耐蚀性好的优点因此在医TiB2用不锈钢基体上用磁控溅射法涂覆薄膜可以保护基体在生理环境下减缓腐蚀速度，316L TiB2解决其在生理环境下耐蚀性差的问题本课题的研究意义4医用不锈钢作为人工植入物，在生理环境下容易产生点蚀，耐蚀性会变差，从而达不到316L其植入人体所需的医用目的而且，腐蚀过程中会有、等离子产生，对人体不利而Ni Fe涂层具有较好的抗腐蚀性，经类似实验表明具有该涂层的不锈钢比无涂层的不锈钢腐TiB2蚀程度大大降低，腐蚀速度明显减小由此认为涂覆涂层的医用不锈钢也能够拥TiB2316L有耐蚀性好的特点在植入人体后，延缓腐蚀速度，增加了再人体内的作用时间从而达到所需的治疗效果此外涂层能减少腐蚀所产生的有害离子进入人体参考文献口.郑玉峰.李莉.生物医用材料学西北工业大学出版.[ML.

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2008.285:16毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）

2.本课题要研究或解决的问题1本课题以医用不锈钢为基体，其表面薄膜采用磁控溅射法获得以研究其316L TiB2结构组织和耐蚀性能的变化规律着重研究沉积工艺参数对薄膜结构、组织及耐蚀TiB2性能的影响所研究的工艺参数有沉积温度、溅射气压、功率、负偏压拟采用的研究手段（途径）2再不同工艺参数下用真空磁控溅射镀膜机对不锈钢镀上涂层用JSD-560316L TiB2XRD对实验后样品进行结构表征，用扫描电镜进行组织观察，用电化学工作站分析实验后样品的耐蚀性将实验分析后的数据对比，找出最佳的工艺参数

2.1途径:得出实验结论

2.2手段、分别改变功率、溅射气压、沉积温度，负偏压，用高真空磁控溅射镀膜机1JSD-560在不锈钢基体上镀上涂层316L TiB2,用对实验后的样品进行结构表征2XRD D8Advance,用扫描电镜观察组织形貌3Quanta250FEG.用电化学工作站测试实验样品的耐蚀性4CHI6600D、根据所得实验数据，绘制相应的曲线图等，对比分析，找出最优参数5。