SLA表面处理TiCu合金的抗菌性能研究

目的对TiCu合金进行SLA表面粗糙化处理,探究具有粗糙表面的TiCu合金的抗菌性能。方法用喷砂+酸蚀(SLA)的方法对TiCu合金表面进行粗糙化处理(SLA-TiCu),并与经过相同处理的SLA-Ti进行对比研究。采用金黄色葡萄球菌作为实验菌株,通过平板菌落计数法计算杀菌率,采用活/死细菌染色实验观察表面细菌的粘附分布及生物被膜的形成情况,在透射电镜下观察细菌微观结构的变化,探究SLA-TiCu的抗菌作用及对细菌微观结构的影响。结果SLA表面处理使TiCu合金具有微米-亚微米的复合双层孔洞结构表面,SLA-TiCu具有优异的抗菌性能,对表面粘附细菌的抗菌率为100%。染色结果表明,SLA-TiCu表面粘附的细菌中大量的是死细菌,没有形成生物被膜,而SLA-Ti表面已经形成细菌生物被膜。透射电镜观察表明,SLA-TiCu作用后的细菌出现了明显的细胞膜溶解现象,破损的细菌体内部出现透明和半透明的区域,细胞壁和细胞膜破损,细胞内的细胞质流出,在破损的细菌周围可以看到高电子密度的颗粒和沉淀。结论SLA处理的TiCu合金具有优异的抗菌性能,更能有效发挥合金中Cu的杀菌作用,能够高效杀死表面粘附的细菌,从而抑制表面生物被膜的形成。因此,具有优异抗菌性能的SLA-TiCu具有极大潜力应用于牙种植体制造。

TiCu0.5Al0.5Cr0.2Ni0.1高熵合金微观组织及性能研究

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对TiCu0.5Al0.5Cr0.2Ni0.1高熵合金的相组成、相形貌、元素分布进行了系统研究,利用显微维氏硬度计测量了合金在室温下的硬度,通过电子万能试验机对合金进行了室温压缩试验,并在实验室模拟环境下进行合金防腐防污性能研究。结果表明:TiCu0.5Al0.5Cr0.2Ni0.1高熵合金主要由六方晶系Ti(CuAl)2组成,大块状Ti(CuAl)2相间存在条状组织,条状为AlCu2Ti相,条间为CuTi2相。树枝晶(DR)内Al元素和Cr元素含量较高,枝晶间(ID)Ti元素含量高于枝晶区域,而Ni元素和Cu元素整体分布较均匀。枝晶间(ID)显微硬度平均值为772HV,树枝晶DR显微硬度为690HV,枝晶间(ID)显微硬度高于树枝晶(DR)的;室温压缩强度为1091MPa。合金耐腐蚀性能良好,60℃人造海水中合金腐蚀失重量仅为-0.00005 g,并具备一定的防污功能。