文档介绍：第二军医大学
硕士学位论文
TiN、涂层对牙科纯钛耐腐蚀性能的影响
姓名:杜锦锦
申请学位级别:硕士
专业:口腔临床医学
指导教师:汪大林
2011-06
TiN、涂层对牙科纯钛耐腐蚀性能的影响
摘要
背景与目的:
纯钛表面能自发形成一层TiO2 氧化膜,该层氧化膜与金属基底结合紧密而牢固,
从而使纯钛具有良好的耐腐蚀性能。但是,由于口腔环境极其复杂,pH 值的波动范
围大,软硬食物的反复摩擦,其他离子的侵蚀以及口腔内多种细菌的粘附等都会对该
氧化膜产生不利影响,进而使纯钛产生腐蚀。再者,牙科用纯钛断裂强度较低,耐磨
性能较差,经长时间使用后可能会出现金属微粒磨损,最终影响义齿的使用寿命。特
别是作为活动义齿的支架,其耐磨性和耐腐蚀性均受到挑战。因此,运用表面改性技
术,提高纯钛在口腔内的耐腐蚀性能,已经成为了人们极为关注的研究课题。本课题
运用多弧离子镀物理气象沉积技术在纯钛材料表面分别建立TiN、涂层的方法,
通过表面形貌和性能的测试以及在模拟口腔环境条件下,研究TiN、涂层对纯
钛耐腐蚀性能的影响。为该材料和方法在临床上的应用提供理论参考依据。
材料与方法:
选用制作活动义齿常用的牙科纯钛,随机分成 A、B、C 3 组,其中 B、C 组采
用多弧离子镀物理气相沉积技术,分别在其表面沉积一层厚为 µm 的 TiN、
涂层。应用场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)观察各组试样表面形貌并进行 EDX
显微能谱分析;运用纳米压痕技术测试涂层的显微硬度和弹性模量;将 3 组试件分别
置于人工唾液中,通过 PARSTAT’2273 电化学工作站进行极化曲线分析。采用 SPSS
统计软件包对数据进行 t 检验、单因素的方差分析及非参数检验。
结果:
1、纯钛抛光后可见其表面呈银白色的金属光泽,TiN、涂层分别呈金黄
色和红褐色,表面光洁致密,色泽均匀,无起皮、鼓泡等现象。在高倍(×10 000)
扫描电镜下可见,各组试件表面抛光划痕较均匀一致。经 EDX 分析,A 组中 Ti 的
含量为 100 Wt%;B 组中含有 Ti 和 N 2 种元素,C 组中含有 Ti、N、C 三种元素。
2、纳米压痕技术测试显示:B、C 组的显微硬度及弹性模量均高于 A 组(P
<),而 C 组又高于 B 组(P <)。
3、电化学实验结果显示:3 组试件的自腐蚀电位为 A > B > C (P < ),自
腐蚀电流为 A < B、C(P < ), B、C 之间无明显差异(P > ),三者的钝化
膜击穿电位关系为 A < B < C(P < )。
结论:
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第二军医大学硕士学位论文
1、通过扫描电镜的观察可见,经 TiN、涂层后的纯钛材料微结构变化不
明显,EDX 分析证明 2 种涂层顺利制备,表明该涂层技术具有高度的可靠性。
2、经 TiN、涂层后的纯钛,其显微硬度及弹性模量均高于无涂层的纯钛,
而涂层组又高于 TiN 涂层,说明涂层的致密性、耐摩擦性及耐腐蚀性
能是最高的。
3、2 种涂层都能提高纯钛在人工唾液中的抗腐蚀性能,但是相比之下, 涂
层的抗腐蚀效果比 TiN 涂层好。

关键词 TiN, , 纯钛, 极化曲线, 腐蚀

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TiN、涂层对牙科纯钛耐腐蚀性能的影响
Abstract

Background and Objective
Pure titanium has a good nature of anticorrosion, because it can spontaneously form
a layer of TiO2 oxidation film on its surface which can strongly bind the metal surface. On
the other hand, pure titanium will be easily corroded if this oxidation film was destroyed
due to plicate environment, unstable pH, food friction, other ions influence and
adherence with so many types of bacterias in mouth. In department of stomat