口腔材料表面氮化锆薄膜制备工艺与性能.pdf

南京理工大学硕士学位论文口腔材料表面氮化锆薄膜制备工艺与性能姓名：章文婧申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：樊新民20090601摘要不锈钢和钴铬合金是常用的口腔正畸材料但是在临床上容易引起使用者过敏以及表面颜色与牙齿色泽差别较大而不雅观。本文通过直流和射频溅射两种方法在口腔用不”锈钢表面制得淡黄色氮化锆薄膜。采用动态超显微硬度计、扫描电子显微镜、原子力显微镜和湎哐苌湟茄芯苛斯ひ詹问氮气分压、溅射功率、溅射时问、基体加热温度对氮化锆薄膜颜色、显微硬度、粗糙度、结构及表面形貌的影响。研究结果表明：当炉内氮气分压强为％直流功率为基体加热温度为妫ι涫奔湮通过逐步调节氩气与氮气的比例可获得成分均匀膜层光滑致密硬度高结合力较好的淡黄色氮化锆薄膜。当氮气分压强为％射频功率为基体加热温度妫ι涫奔湮ü鸩降鹘陔财氲F壤苫得成分均匀膜层光滑致密性能优异的灰黄色氮化锆薄膜。对直流溅射而言氮气分压减小、溅射时间和功率增加薄膜颜色均会越变越深；对射频溅射氮气分压的影响很小。直流和射频溅射氮化锆薄膜的显微硬度随着氮气分压增大而先降后升其余条件对硬度影响不大。虯观察表明随着氮气分压的增加、溅射功率和溅射时间的减小两种溅射法制备的氮化锆薄膜越不均匀和粗糙。湎哐苌浞治霰砻鳎绷鹘ι浞ㄖ票傅牡;∧ひ话阄7蔷В淦到ι浞ㄖ票傅氮化锆薄膜为晶态。关键词：氮化锆薄膜直流溅射射频溅射硕郝畚徊牧媳砻娴;肀∧ぶ票窽艺‘阅．甌．瓵瓹．瓾甀瑃琣琧琧瓹．．瑆％．％．甀琤硕郝畚·瑂—甃瓹瓹．瓻仃Ⅱ研究生虢丝研究生签名：盈墨受中钼谬日岬年／月瑚声学位论文使用授权声明明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果尽我所知在本学位论文中除了加以标注和致谢的部分外不包含其他人已经发表或公布过的研究成果也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文按保密的有关规定和程序处理。明。髀研究背景口腔金属材料现状与发展不锈钢以及镍铬合金是目前临床应用最广泛的口腔材料主要用于制作矫正弓丝、托槽、活动义齿支架、基托等。以上金属材料长时间在口腔的复杂环境中发生腐蚀和磨损金属元素以离子形态溶出这些溶出的金属离子与内源性的蛋白质结合形成金属．蛋白质复合物此降墓粼。其中以由镍引起的过敏反应最为常见镍离子除了对人体产生过敏反应外还存在致畸、致癌的危害性。因此针对口腔材料安全防护做了大量的研究与开发。目前口腔金属材料的发展趋势主要有两个方向研发不含镍的合金以代替常用的不锈钢和镍铬合金以及采用表面技术优化金属材料表面。表面技术的种类繁多由于材料失效主要是在材料表面进行因此相较其他方法而言表面技术更加经济和实用。氮化锆薄膜是一种难溶硬质化合物分解温度高化学稳定性好具有优良的耐腐蚀、耐高温、耐磨损性能。氮化锆薄膜的颜色可由氮气分压来控制从淡蓝白色、金黄色到深金红色渐变。研究发现当氮化锆薄膜暴露在空气中表层的氮会被氧取代形成一层氧化锆保护膜这个变化对薄膜的缺陷不敏感而且这层钝化膜使氮化锆薄膜的耐腐蚀性更强。本课题主要是在不锈钢材料表面采用直流和射频两种电源磁控溅射一层氮化锆薄膜。分析比较了两种方法对薄膜颜色、结构、硬度以及表面形貌等方面的影响。表面技术的使用对口腔金属材料的开发起到了巨大的推动作用。在保证成本低廉的前提下不仅改善了材料的外观提高了美感还大大的提升了材料的各项性能使其在口腔发酵．谇唤鹗舨牧金属在口腔医学中的应用种类很多一般按合金的组成可分为两类贵金属合金和非贵金属合金；按金属的成形方法又分为铸造合金和锻造合金铸造和锻造均为口腔临床常用的金属成形法而粉末冶金和电铸法尚处于研究阶段。锻造合金是最早应用于口腔临床的金属材料。其应用特点是在常温下采用已经锻制好的成品或半成品缙⑺康进行机械加工费埂⑼淝及必