Cu调控的TiN-Cu纳米复合膜包覆钛合金的抗菌性研究

利用磁控共溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面包覆氮化钛-铜纳米(TiN-Cu)复合膜,并通过控制Cu靶溅射功率实现对TiN-Cu薄膜中Cu含量的调节,进而实现对材料耐蚀性和抗菌性的协同调控。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、能谱仪分析了包覆TiN-Cu纳米复合膜的钛合金的表面形貌、相结构、元素成分及价态,并在模拟体液条件下测试了该材料的耐腐蚀性能,通过体外抗菌实验评价了Cu含量对材料抗菌性的影响。结果表明:通过在Ti6Al4V表面包覆TiN-Cu纳米复合薄膜显著增强了材料的抗菌性;并抑制了有毒性的V4+、Al3+离子在体液中的释放。Cu靶溅射功率升高在提高TiN-Cu薄膜中Cu含量和薄膜沉积速率的同时,也导致了薄膜中大量柱状晶体结构的生成,加速了薄膜的腐蚀,但提高了抗菌性。综上,合理调控Cu的含量是协同提升TiN-Cu薄膜的耐腐蚀性及抗菌性的关键。