3.5 膜层的接触角测试分析… 19

结论… 21

致谢… 22

参考文献… 23

1 引言

1.1 钛合金表面改性技术简介

1.1.1钛合金简介

钛合金是一种非常重要的合金，广泛地应用于各个领域之中。从上世纪50年代开始发展，时至今日，已经研制出上百种型号，Ti-6Al-4V是其中最为常见的一种，具有强度高、耐腐蚀、生物相容性好等特性。

在医学领域中，钛及其合金由于其具有优越的耐腐蚀性能、无毒、高强度、重量轻、弹性模量接近骨、储量大等优点，已经作为制造可植入装置的材料，例如人造血管、关节假体、牙种植体等，被大范围的应用于临床医学中。但由此也带来了种植体感染的问题，例如，在美国，骨科植入物的年感染比例为4.3％[1]。这种感染一旦发生，细菌就趋向于在植入物表面形成生物膜，很难被外部的抗菌剂破坏，将会导致植入失败、修复手术甚至截肢，因此需要增强钛合金的植入体的抗菌能力。

1.1.2 钛合金表面改性方法简介

钛合金虽然具有种种优点，但也有其缺点，比如钛合金硬度一般不高，且容易被磨损，容易被还原性物质腐蚀。这些缺点限制了钛合金在很多领域内的使用，如果要想充分地发挥钛合金的种种优点，就要对钛合金进行表面改性，下面介绍几种钛合金表面改性的方法。

电镀是一种比较常见的表面改性的方法，它操作简单、方便易行，且一次性可以进行大面积的改性，已经成为一种很成熟的产业，可以通过电镀在钛合金表面制备各种膜层，以满足各种不同的要求。例如可以通过电镀在手机后盖上制备不同厚度的薄膜，这样就使它们具备不同的颜色。但电镀产生的废水废气较多，对环境的污染较大。

热喷涂一般先将想要喷涂的材料加热到一定的温度，使其发生熔化，在速度非常高的气流的作用下，熔化的材料被喷向待处理的工件表面上形成涂层。它的优点是适用性广，工艺简单方便，可以控制涂层材料的成分与组成，对于工件的样品形状要求较低。但是由于它是一种物理的方法，导致涂层与工件结合得不够稳固，容易脱落，且成本较高。

金属表面渗透工艺，是将各种元素通过扩散的方法使其进入金属内部以达到改变金属性能的一种方法。这种方法可以很好的改变材料的性能，并且可以改变材料的组成成分。但是扩散是一个很慢的过程，这种方法往往需要花费很长的时间。

等离子电解沉积是一种新兴的快速表面改性技术，它既可以进行表面膜层的沉积，也能进行元素的快速渗透。阴极微弧沉积是等离子电解沉积的一种，这种方法将工件作为阴极，把两个电极浸入提前配制好的水溶液或有机溶液中，再慢慢增大电压，当外加的电压值超过一个固定值时（由工件与溶液浓度决定），可以在工件表面看到弧光放电，与此同时溶液中的离子发生化学反应，在工件的表面形成氧化物沉淀层[2]。这种方法对于样品的形状的要求比较低，并且随着溶液成分的改变，陶瓷涂层的成分也会随之发生改变，这样就能对薄膜的成分与结构加以控制。

1.2ZnO的特性及其应用

氧化锌是II-VI族的氧化物，是一种半导体，具有直接带隙，禁带宽度比较大，极性结合较强，激子束缚能也较高，导电性好，还具有压电效应，是一种非常有前途的半导体[3]。在酸碱溶液溶解度较高，在有机溶剂溶解度较低，硬度低，高温下较为稳定，导热性好、沸点高、不易膨胀。 钛合金表面含ZnO的复合陶瓷膜的制备工艺研究(2):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205363.html