种植体表面TiO_2/HA梯度涂层的生物相容性研究

目的:通过观察大鼠成骨细胞(osteoblast,OB)在微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)和水热处理形成的TiO2/HA梯度涂层表面的粘附和增殖等情况,评价微弧氧化陶瓷膜表面的生物相容性及微弧氧化-水热处理工艺应用于钛植入材料表面处理的可行性。方法:将纯钛试件共60枚分为微弧氧化处理组(M组)、微弧氧化-水热处理组(M-H组)和纯钛对照组。采用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察表面形貌并用X线衍射(X-ray diffraction,XRD)对其进行成分分析。然后对不同时间点OB细胞在各组材料表面的附着、生长、增殖情况以及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性进行检测,并对实验结果进行统计分析。结果:微弧氧化处理后试件表面呈现多孔状,主要为锐钛矿型TiO2,也包含金红石型TiO2。经过后续水热处理,从扫描电镜照片可以看到试件表面析出一层白色柱形结晶体,同时XRD谱线出现了羟基磷灰石的衍射峰。试件与OB细胞共培养后可见细胞在材料周围生长良好,培养5d后,改性两组的材料表面细胞增殖比纯钛组及空白对照组明显增多。培养7d后,M组和M-H组细胞ALP活性大幅提高,各组间比较均有统计学差异。结论:MAO及水热处理后的TiO2/HA梯度涂层表面能有效提高OB细胞的早期粘附、增殖及ALP活性。

学习困难儿童综合干预效果研究

目的探索学习困难儿童干预和治疗的技术。方法90名学习困难儿童采用认知训练、3.3.3智能学具训练和感觉统合训练,并辅以心理治疗。结果学习困难儿童在智力、视-动统合能力、注意力、听觉记忆、阅读、语言表达和理解能力等方面有一定程度的改善,学习成绩有所提高。结论综合干预训练能提高学习困难儿童多元学习能力,从而改善学业状况,值得推广应用。

高功率脉冲磁控溅射电源的研制

高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)因其高离化率而得到广泛关注。高压大电流脉冲电源是实现该技术的重要环节之一。本论文介绍了一种HPPMS电源,该电源由充电电源、斩波输出两部分组成,给出了主电路框图。分析了大电流对斩波开关过电压的影响,采用RC吸收和续流有效地抑制了电压过冲,用所研制的电源进行HPPMS镀膜试验,结果表明电源运行稳定可靠,制备的薄膜表面清洁、致密,其平均表面粗糙度很低。可以预见HPPMS技术将会促进镀膜技术的发展。

浅谈用显微硬度计测定离子注入层硬度的认识

硬度是指材料抵抗外物压入其表面的能力,是反映材料自身特性的重要机械性能之一。由于材料的硬度与材料的使用性能及加工性能密切相关,因此,无论是在产品的加工、生产过程中,还在材料的科学研究活动中,测定材料的硬度被广泛用作分析材料的组织结构,检验产品性能的重要手段。近年来,随着薄膜物理、表面工程和化学处理等技术的飞速发展,极薄型表面强化层的研究与应用越来越广泛,同时也推动了显微硬度计的完善和发展。但在使用显微硬度计测定某些极薄型强化层的硬度时(厚度只有十几～几μm),虽然选用了较小负荷进行测量,可压头仍有可能受到界面张力和基体材料的影响,获得的硬度值与实际值相比存在偏差,这给分析、研究强化层的力学和机械性能带来一定的困难。笔者在本文中介绍了使用显微硬度计测定离子注入层硬度的方法,并提出了建议。

高功率脉冲磁控溅射试验平台设计及放电特性研究

高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)因其高离化率而得到广泛关注,是目前的热点研究方向,为此我们搭建了试验平台并对HPPMS的放电特性进行了研究。结果表明:脉冲峰值电流随脉冲电压的增加而增加,随着气压的增加而增加。本文为进一步研究高功率脉冲磁控溅射提供了硬件条件和参考。

Ion-Beam Surface Modification of Strut Dowel Used in ITER PF Support

In this paper, surface modification of the strut dowel used in ITER PF support is reported. Different ions （nitrogen/titanium） with different doses are implanted into the surface of strut dowel. The result of Auger Electron Spectroscopy （AES） indicates that nitrogen can be implanted more deeply than titanium under the implantation condition of 60 kV accelerating voltage and a dose of 8×10^17/cm2 nitrogen. Surface Micro Hardness （SMH） and wear resistance are improved remarkably. Further SEM observation shows that there are no obvious scratches and damages after wear test.

纯钛表面不同厚度微弧氧化膜的形貌及相结构分析

本研究采用微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)技术,并通过控制微弧氧化处理时间,在经过抛光和清洗的商业纯钛表面分别获得5、10和20μm的TiO2及相关钛氧化物陶瓷膜层。利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析表征膜层厚度及表面形貌,X线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析表征膜层晶相组成。结果表明:5μm厚的MAO膜,表面呈多孔状,较为平整,孔径较小。XRD谱线中除了突出的钛基体衍射峰外,只出现了锐钛矿的衍射峰。膜厚为10μm时,表面形貌与5μm相似,但孔径大小分布更为均匀,在2μm左右。XRD谱线中钛峰强度下降,出现了金红石型TiO2的衍射峰,但仍以锐钛矿型TiO2占主导地位。膜厚为20μm时,表面孔径进一步增大,达到4～6μm,同时可见陶瓷层表面有的地方出现了破损和裂纹。XRD谱线中钛峰弱小,金红石和锐钛矿型TiO2的衍射峰仍然分别存在,但所占比例发生变化,同时还出现了Ca(Ti2P3O12)2、CaTi O3的衍射峰。除此之外,不同膜层厚度的表面粗糙度也有较大差异。膜层厚度的改变能够显著影响MAO陶瓷层的特性,通过改变厚度,我们能够在纯钛表面获得不同组分、结构和化学特性的陶瓷膜。