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李新昌 等：两种不同结构 TiO2 薄膜生物活化能力比较 1813 两种不同结构TiO2 薄膜生物活化能力比较*  李新昌，陈俊英，黄 楠 (西南交通大学 材料科学与工程学院，材料先进技术教育部重点实验室，四川 成都 610031) 摘 要： 采用非平衡磁控溅射法制备了 2 种不同结构 为在材料表面产生稳定的活性基团—OH ，对材料表面 的TiO2 薄膜，对所得 TiO2 薄膜分别运用碱处理和酸处 进行了酸碱化学处理。 理2 种化学方法进行表面处理，期望在材料表面获得羟 2 实 验 基活性基团。运用X 射线衍射(XRD) 、X 射线光电子能 谱仪 （XPS ）等手段研究了薄膜的表面结构、成分等。 2.1 薄膜的合成 利用傅立叶红外技术（FTIR ）对活化处理前后样品表面 采用非平衡磁控溅射设备制备 TiO2 薄膜，纯钛靶 的羟基基团进行检测，同时利用四探针测试仪对薄膜的 （99.99% ）作为阴极，工作气体为O2 和Ar 混合气体， 电阻率进行了测量。结果表明，运用碱处理和酸处理 2 合成TiO2 薄膜；基底材料为Si （100 ）；基板平行于靶， 种方法，可以在锐钛矿型 TiO2 薄膜表面形成活性羟基 与靶之间的距离为100mm。薄膜制备工艺如表1 所示。 基团；相比于金红石型 TiO2 薄膜，锐钛矿型具有较好 表 1 TiO2 薄膜磁控溅射工艺条件 的羟基活化能力。 Table 1 Deposition parameters of TiO2 films by unbalanced 关键词： 非平衡磁控溅射；TiO2 薄膜；晶体结构；表 magnetron sputtering 面羟基化 材料 Ar 流量 O2 流量 基体偏 溅射电流基体温 沉积时 中图分类号： R318.08 文献标识码：A (ml/min) (ml/min) 压(V) (A) 度(℃) 间(min ) A 20 10 150 2.5(直流) 200 30 文章编号： 1001-9731(2007)增刊-1813-03 B 60 12 0 2(直流) 室温 15 1 引 言 2.2 薄膜的晶体结构、成分分析 用X 射线衍射仪(XRD )对薄膜进行晶体结构分析； 生物活性材料的概念最初是由Hench 于 1969 年首 用X 射线光电子能谱仪(XPS) 分析薄膜的化学成分。 次发现并提出的。这类材料的生物活性和生物相容性较 2.3 薄膜表面能与方块电阻的测量 [1] 好，能与人体骨骼和组织发生有效键合 。在生物活性 用躺滴法测定薄膜表面与水的接触角。采用四探针 材料迅猛发展的同时，惰性无机材料也因能在生物体内长 测试仪对样品的方块电阻进行了测量。