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高负载磨损下的氮化碳抗腐蚀研究’
郭怀喜,张志宏,桂阳,李金钗,路险峰,蒋昌忠,叶明生
(武汉大学物理科学与技术学院,湖北武汉430072)
摘要:利用新型起硬材料n矗N|的抗庸蚀,耐磨
损的特性,将其沉积在制造人工关节的材料拣合金 2实验
TC4的表面后,再漫没在仿黑人体体浪中,加上高
负载进行磨损实验.通过线性掇电阻洲试表明:表 2.1试样的捌鲁
面沉积7ac扎的1Ⅸ斌样。比起表面未沉积nC,N4将试样用丁c4加工成_E12.7mm.直径为12.Tram
的光潸圆柱体.试样分两组.每组两个。其中一组
的TC4试抖.显示出了雄好的抗腐蚀挂能,使TC4
的使用寿帝提高近30橹. 是裸露的,其上不沉积薄膜.另一坦是要沉积薄膜
的.还有一个用YG5作成的1.5蚴×iomm×15ram
使用寿龠
关键词:B--CiN41人工关节;
的陪片.是用作x射境衍射和显微硬度测量的试样·
沉积前,先将待沉积的试样(包括陪片)一起经丙
1引言
酮、酒糟在超声波中精洗后,甩去嵩子承嗣洗烘干,
再放在等离子体增强化学气相沉积(VeCV9)设备
自L沁和CohenPl通过计算从理论上j耍言口一
反应室内.当反应室静态优于1×101Pa时.用l:lmin
Colq,是一种新型超硬材料,硬度接近金剐石之后。 的时间在试样裹面沉期一层sj、C、N三元音金作过
其性能研究引起了各国科技工作者的极大t视。成 渡.所用反应漂为跚}1.(I,%玛_l释)一M(纯度
为凝聚态物理和材料科学铺城研究的热门课朋。硅 为99.999%)和qll‘(纯度为蛾99辨‘)·三着输入
后Tet水l#人提出。氮化碳存在有口、芦、“晡c、的流量分剐为1、3、03n由·沉积沮度控爿在420℃
左右,功率在760W左右·完成过泼层沉积后·将
ps∞docIJbic、掣aph砸c五种相。以cubic相最硬;而台
湾学者宋健民博士。认为a相的最硬,两者都有实验支 三个气源关闭-并让囊余气体抽犀·接着沉积氮化
持.我们在金属材料衰面制备出了口一ci‘川-也显 碳一这时的反应2鼢M、GfI.、H,(纯度为99.999%),
Umin一沉积温度
示了超硬特性.究竟哪个相最硬.有特以后大量实 三者的进气a旺分别为3、0.6、4
和功率保持不变一沉积时何为4h·符反应室温度冷
验证实.但其化学情性和稳定性比金尉石好.是很
下来以后。可取出试样-进行下一步实验·
好的耐磨损、抗腐蚀的超硬材科。这一点已经达成
2.2■擅实验
共识.根据调研.^工关节已广泛用于外伤致残、 将裸露的1124试样和表面溉l有口一qM薄膜
风湿性关节炎、退化性关节炎,骨癌和骨瘤等外科 的TC4试样作摩擦正.用两个带有圆曩面i蜞半径
手术中a但由于磨损严重.使用寿命一般在十年左 与试样的圆柱体半径相同.高度也相同的超膏分子
右。用生物体相窖性好的钛合金(vc4)和超高分量聚乙烯作摩擦负.安装时摩擦正夹在两摩擦负的
子量聚乙烯制成的^工关节一因1c4与氧反应在其叫弧面之间。摩攘正的舞面积2/3板覆盖·再加以
表面生成钝化膜,一般情况下此膜极耐腐蚀,所以 12MIh的压力
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