一、等离子体浸没离子注入(P)技术在现代材料表面改性中的应用及发展（论文文献综述）
陈岚[1]（2020）在《医用钛表面纳米结构及功能元素的免疫应答研究》文中研究表明钛及钛合金具有良好的生物相容性和优异的理化性能,是医用植入体的首选材料。临床应用中,植入体仍存在与骨组织结合时间过长及结合不良导致的植入失效。随着研究的不断深入,生物材料引起的宿主固有免疫反应,尤其是巨噬细胞的极化状态（M1和M2型）和炎性分泌功能,会直接影其骨整合效果。生物材料表面改性调控巨噬细胞的免疫学行为,进而促进与骨组织快速的整合,具有重要的科学意义。论文工作以钛材料为基体,采用水热技术构建表面纳米结构薄膜,研究纳米结构对巨噬细胞免疫行为的影响及相关分子生物学机制;采用等离子体浸没离子注入技术在钛表面引入ds区元素铜、锌和银,探查其对巨噬细胞免疫行为的影响,阐述相关分子生物学机制;此外,论文还探究改性材料与巨噬细胞和小鼠骨髓间充质干细胞（m BMSCs,下文简称为干细胞）之间的影响规律和作用机制。论文的主要研究内容和结果有:1.以钛材料为基体,采用水热技术构建不同形貌的纳米结构薄膜。纳米结构薄膜具有相同的物相组成和相似的化学性质,但其表面弹性模量存在显着性差异:样品的表面弹性模量和纳米结构的长径比三次方成反比和纳米簇密度成正比。在细胞力的作用下,不同表面弹性模量的纳米结构发生弯曲变形,并对细胞产生反向作用力。力的大小与纳米结构的表面弹性模量呈正比。纳米结构的拉扯作用,影响巨噬细胞在样品表面的粘附和铺展,并通过FAK-NF-κB信号通路调节巨噬细胞的免疫学反应。2.采用等离子体浸没离子注入（PIII）技术,以钛材料为基体,构建含ds区元素铜、锌和银的表面。注入样品表现出良好的抗菌和抗炎效果,且随着金属价电子数的增加(Cu2+、Zn2+和Ag),样品可促进巨噬细胞产生活性氧（ROS）,激活PGE2信号通路,促进M2型巨噬细胞极化,提高其抗炎效果。另外,巨噬细胞和干细胞通过PGE2的旁分泌作用互相调节,进一步提高样品表面的抗炎效果和促成骨分化作用。3.采用PIII技术,在钛材料表面注入不同含量的银。银注入（Ag-PIII）样品表面Ag NPs和Ti基底可形成微电池对,其数量随着银含量增加而增多,可消耗细菌和细胞膜间隙质子（H+）,一方面,干扰细菌ATP合成,杀死细菌;另一方面,刺激巨噬细胞产生ROS,通过激活PGE2信号通路,促进巨噬细胞朝M2型极化,提高样品的抗炎效果。另外,巨噬细胞和干细胞通过PGE2旁分泌作用互相调节,进一步提高样品表面巨噬细胞的抗炎效果,促进干细胞的成骨分化。
王蓝宇[2]（2020）在《石墨烯衍生物和镁/锌离子对人牙龈成纤维细胞行为影响研究》文中研究表明钛是常用的口腔修复材料,具有良好的生物相容性和力学性能,但其表面缺乏生物活性,与人体软组织结合不良,密封性差,导致细菌和异物侵入,引发种植体周围黏膜炎,破坏种植体稳定,最终种植体松动甚至脱落。改善软组织密封性能,对保证钛作为牙科种植体的使用寿命尤为关键。作为口腔软组织重要组成细胞,人牙龈成纤维细胞（HGFs）对材料表面响应与材料软组织密封性能息息相关,基于此目的,论文将石墨烯衍生物、镁和锌负载在钛样品表面,研究石墨烯衍生物以及镁和锌元素对HGFs行为的影响和相关作用机理。主要研究结果有:（1）以医用钛为基材,采用电泳沉积法负载氧化石墨烯,并通过硼氢化钠和水合肼制备还原氧化石墨烯,研究碳原子构成的sp2区域对HGFs行为影响规律和相关机理。实验结果显示,负载氧化石墨烯样品表面形貌在还原前后无明显变化,但其结构内sp2区域增加,缺陷密度相应增加,使得sp2区域尺寸减小。细胞实验结果显示,氧化石墨烯及还原氧化石墨烯改性层对HGFs生长增殖有促进作用,且在一定范围内sp2区域数量多,尺寸小,更有利于样品表面HGFs迁移和增殖,改善细胞粘附铺展情况。这可能源于氧化石墨烯及还原氧化石墨烯改性层的sp2区域与蛋白质分子芳香结构形成π-π堆积,提高样品表面的蛋白质吸附能力,进而可调控样品表面HGFs行为。（2）采用等离子体浸没离子注入（PIII）技术,将镁和锌离子单独或共注入钛样品表面。与单独离子注入样品相比,镁/锌共注入样品镁离子释放增多,相应锌离子释放减少。体外细胞实验表明,镁/锌离子共注入的钛样品表面可促进HGFs粘附铺展、迁移增殖和相关基因表达。镁离子通过刺激细胞内ITGB1表达,激活FAK/MAPK信号通路,调节细胞外基质分泌,可改善细胞粘附铺展、迁移等行为。锌离子可调节ZIP13和ZIP7等锌转运蛋白功能,刺激TGF-β/Smad通路,进而对细胞增殖行为产生积极作用。镁/锌离子共注入不仅提高了医用钛样品表面HGFs迁移能力,还可促进样品表面细胞增殖,有利于钛种植体与口腔软组织紧密整合。（3）采用PIII技术将锌离子单独注入钛样品表面,锌元素以单质态和氧化态两种形式存在于改性层中。随着注入时间延长,改性层的锌含量增多,样品表面氧化锌相应增多。样品表面氧化锌和单质态锌对样品理化性能有不同影响,共同调控样品表面锌离子释放行为。生物学表征结果显示,释放的锌离子对HGFs增殖有促进作用,但其浓度有一阈值,浓度过高可能会降低锌离子调控细胞行为的活性。（4）利用电泳沉积法,实现石墨烯衍生物和镁/锌离子对医用钛表面协同改性。细胞实验结果表明,石墨烯衍生物的sp2区域可提高样品表面蛋白吸附能力,镁/锌离子可刺激HGFs相关基因表达和信号通路,实现了从样品表面和微环境两个层面调控材料表面HGFs粘附铺展、增殖迁移和相关基因表达。
李小欧[3]（2020）在《聚吡咯薄膜的功能化改性及其生物学性能研究》文中认为聚吡咯（PPy）电导率较高,生理环境下稳定,生物相容性良好,可用作生物医用材料,但需根据应用需求进行修饰改性。论文利用等离子体浸没离子注入技术和石墨烯掺杂对聚吡咯薄膜进行改性,探究不同改性工艺对聚吡咯薄膜生物学性能的影响,并阐述相关机理。论文的研究内容与结果有:1.采用电化学聚合沉积技术在医用钛表面制备聚吡咯薄膜,并进一步利用等离子体浸没离子注入技术实现氧注入改性。实验结果表明,随着氧离子注入时间的延长,聚吡咯薄膜亲水性相应改善,表面由带负电转变为带正电,对大肠杆菌（E.coli）的抗菌性随之增强,但对金黄色葡萄球菌（S.aureus）无明显抗菌效果,这也许与两种细菌不同的膜结构和性质有关。此外,氧离子注入表面改性可提高聚吡咯薄膜的细胞相容性。2.氧离子注入处理的聚吡咯薄膜,表面粗糙度增大,光吸收能力增强。在波长为808 nm的近红外光辐照下,改性聚吡咯薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌能力均有显着增强。3.利用电化学聚合沉积和还原技术,在医用钛表面构建聚吡咯-石墨烯复合薄膜。石墨烯掺杂可轻微提高聚吡咯薄膜对大肠杆菌的抗菌活性,但对金黄色葡萄球菌无明显提升效果。复合薄膜可以促进大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）碱性磷酸酶的分泌,但对细胞胶原分泌和细胞外基质矿化未见明显促进。
刘畅[4]（2020）在《氮离子注入对聚四氟乙烯表面电荷积聚消散特性影响研究》文中研究表明聚四氟乙烯具有优异的绝缘性能和机械性能,是脉冲功率设备中的一种重要绝缘材料,但其在高电场和复杂环境下,表面容易积聚大量电荷,容易引发沿面闪络并可能造成绝缘失效,使设备的运行产生故障,造成安全问题和经济损失。无论是紧凑型、小型化的设备尺寸发展方向,还是高功率、高电压的设备性能发展方向,要求固体绝缘介质沿面耐压性能不断提高。因此,研究固体绝缘材料的表面电荷积聚和消散特性,并以此为理论依据寻找提高材料沿面耐压性能的方法,对脉冲功率技术的进一步发展有着十分重要意义。为了抑制聚四氟乙烯材料的表面电荷积聚现象,本文采用射频产生氮等离子体对其表面进行等离子体浸没离子注入以改善其表面性能,并通过对其表面成分和性能的各项测试分析,探究材料各表面因素与表面电荷积聚消散特性的关系。本文主要有以下创新点:（1）研制搭建了一套等离子体浸没离子注入系统,对聚四氟乙烯样品进行了全方位的氮离子均匀注入处理;（2）通过多种测试手段,从多个角度分析了等离子体浸没离子注入对聚四氟乙烯样品表面化学成分、物理性能的改变;（3）研制搭建了一套表面电位测量系统,其测量结果直观地反映出了聚四氟乙烯样品经离子注入处理后表面电荷积聚和消散特性的变化情况,并以此为基础计算了聚四氟乙烯样品表面陷阱能级参数,从机理上对表面电荷积聚消散特性进行分析。对氮离子注入前后的聚四氟乙烯材料样品进行了 X射线光电子能谱分析（XPS）、傅立叶红外光谱测试（FTIR）、水接触角测量、表面电阻率测量以及表面电位衰减测量,并基于等温表面电位衰减理论对其表面陷阱能级和密度分布进行了计算,以分析聚四氟乙烯样品经氮离子注入处理后其表面成分和物理性能的变化,并研究了这些变化对聚四氟乙烯样品表面电荷积聚和消散特性的影响。结果表明:氮离子注入处理后,聚四氟乙烯材料表面化学成分的主要变化是自身分子结构的破坏和转化,部分CF2结构转变为CF和CF3结构,导致样品表面陷阱能级变浅;水接触角升至140°左右,比未处理样品上升了约27°,表面电阻率降至3×1015Ω/□,比未处理样品下降了两个数量级;表面电晕放电1 min后,经氮离子注入处理的聚四氟乙烯材料表面积聚电荷量减少,消散速度加快,这是因为表面陷阱能级变浅有利于表面电荷脱陷,同时表面电阻率降低也对表面电荷沿面传导的消散过程起到了促进的作用。聚四氟乙烯样品表面陷阱能级分布曲线直观地反映出了其表面陷阱能级变浅,密度降低,也证实了这一论点。
邓乔元[5]（2019）在《铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究》文中研究表明金属人工关节在体内长期服役时,摩擦界面处的生物大分子会在剪切力以及界面金属离子的催化作用下转变成“类石墨碳润滑层”,该润滑层可以减缓金属摩擦配副之间的磨损,抑制金属磨屑的产生,延长金属关节服役寿命。但是,金属-金属人工关节摩擦界面产生这层润滑层需要数年时间,在这期间金属人工关节磨损会产生金属磨屑、释放金属离子,可能会导致过敏、疼痛、假瘤等并发症。为了减少金属关节在服役过程中有毒金属离子的释放,并促使关节摩擦界面形成“类石墨碳润滑层”,降低界面摩擦系数,修复摩擦界面的磨损,本文提出,利用等离子体技术、将具有催化蛋白质转化成“类石墨碳润滑层”功能的Cu元素掺杂进入类金刚石薄膜（DLC）及氮化钛（TiN）薄膜中,得到Cu元素掺杂的DLC（Cu-DLC）及TiCuN薄膜,当薄膜在人体内服役时,可以促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”,这层润滑层可以对摩擦界面起到润滑、修复的作用。DLC薄膜一直被认为是用于金属人工关节表面改性最具潜力的材料。对于制备DLC薄膜而言,电子回旋共振化学气相沉积（ECR-CVD）具有离化率高、沉积速率快的优势,但是其沉积的薄膜具有很大的不均匀性,严重限制了其在表面改性中的应用,本文利用自持辉光放电等离子体改善了ECR-CVD制备类金刚石薄膜（DLC）沉积速率、结构以及性能的均匀性,研究ECR-CVD制备过程中基体偏压对制备薄膜均匀性的影响。研究结果表明,在较低基体偏压时,等离子体密度会随着距ECR离子源距离(Decr-s)的增加而显着降低,导致薄膜沉积速率、薄膜结构及性能方面的不均匀。当沉积偏压达到-800 V时,基体产生自持辉光放电,薄膜沉积过程中等离子体由电子回旋共振过程与自持辉光放电共同产生,ECR等离子中气体分子解离程度随着Decr-s增加没有发生明显变化,改善了ECR-CVD制备的DLC薄膜结构、性能方面均一性;同时,高基体偏压改善了薄膜的硬度、耐磨性等力学性能。基体偏压达-800 V时,气体自持辉光放电,改善了ECR-CVD制备DLC薄膜的均一性,使ECR-CVD制备的用于人工关节金属摩擦副表面改性的DLC薄膜性能更均匀,为制备具有“促进摩擦界面产生类石墨碳润滑层”功能的DLC薄膜打下基础。本文研究了Cu及CoCrMo在牛血清白蛋白溶液中的摩擦界面行为。选用Cu/Al2O3以及CoCrMoo/Al2O3作为摩擦配副,在牛血清白蛋白（BSA）溶液中进行摩擦磨损实验,研究结果表明,Cu/Al2O3摩擦配副摩擦过程中释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在摩擦界面吸附形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在Cu/Al2O3摩擦副的剪切作用下发生变性分解,最终产生石墨结构的“类石墨碳润滑层”,对摩擦界面起到润滑和减磨的作用。CoCrMoo/Al2O3摩擦配副在相同的摩擦磨损条件下,摩擦界面处的BSA分子二级结构发生变化,但是在CoCrMoo/Al2O3摩擦界面没有检测到“类石墨碳润滑层”,说明金属Cu催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的能力要强于CoCrMoo。由于目前几乎所有关于摩擦界面形成的“类石墨碳润滑层”的表征手段都无法将摩擦界面层中由蛋白质变性分解形成类石墨碳润滑层的碳信号和DLC薄膜内部碳信号良好地区分开,所以利用等离子体技术直接制备掺铜DLC薄膜,并研究Cu-DLC薄膜在摩擦磨损过程中能否促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”是较为困难的。因此,在前期证明金属Cu能够催化摩擦界面生成“类石墨碳润滑层”的基础上,利用磁控溅射技术制备出Cu元素掺杂TiN薄膜（TiCuN）。随着Cu元素的掺入,TiN薄膜内部的晶粒生长会被抑制,导致晶粒细化,同时薄膜的硬度会得到明显提高。TiCuN薄膜改性的Co合金,在BSA溶液中摩擦时,薄膜材料发生磨损会释放金属Cu离子,释放出的Cu离子会和溶液中的BSA蛋白分子结合,促进BSA分子在TiCuN薄膜材料磨痕处吸附,形成一层“蛋白生物膜”,这层蛋白生物膜在摩擦界面剪切力持续作用以及Cu元素的催化作用下发生变性分解,最终形成“类石墨碳润滑层”。采用VASP分别模拟了小分子片段C、CH、CH2、OCH2等在Cu和TiN表面的结合能、白蛋白重要活性位点天冬氨酸在Cu和TiN表面的吸附行为,结果表明小分子片段和天冬氨酸在Cu表面具有更高的吸附稳定性,在进一步剪切力作用下,天冬氨酸裂解成三个小分子片段,可与Cu表面形成强化学结合,为类石墨碳润滑层提供碳源。这种能够促进摩擦界面产生“类石墨碳润滑层”的TiCuN薄膜在金属人工关节材料表面改性及新型陶瓷人工关节制造等方面具有应用前景。
远雁[6]（2019）在《等离子体注入改性MOFs材料实验研究及其在SERS检测及催化中的应用研究》文中进行了进一步梳理表面增强拉曼散射（SERS）是一项应用广泛的光谱检测技术,因其检测快速、准备、无损伤,在生物、单分子检测、材料分析、电化学分析等领域都有重要应用。在SERS领域,SERS检测的灵敏度一般由SERS基底决定,目前,能提供热点实现拉曼信号增强、具有较佳灵敏度的基底一般都由贵金属（金、银、铂等）制成,非贵金属基底则并不具备较高的检测灵敏度。本文提出了一种离子注入改性传统MOFs材料Cu-BTC来制备无金属、无热点的SERS基底的方法,该方法能在保证经济成本的同时,制备出具有超高灵敏度的SERS基底。金属有机骨架材料（MOFs）是一类多孔聚合物材料,由金属离子/金属簇和有机配体通过配位方式连接,具有周期性网络结构。MOFs具有多项优良性能,如高孔隙率、孔道规则、大比表面积、孔径可调等,在催化、气体存储、燃料净化等方面都有重要的应用。基于上述MOFs材料特性以及在SERS基底制备方面的相关研究,本文拓展了离子注入改性MOFs材料在催化领域的应用,提出了一种离子注入改性贵金属负载普鲁士蓝类MOFs材料PdO@Co3[Co（CN）6]2提高其催化效率的方法。本文的具体研究内容如下:1.采用离子注入的方法改性MOFs材料Cu-BTC,进行SERS基底的制备。将制备好的Cu-BTC采用旋涂的手段均匀的覆盖在单晶硅片上,将硅片放置到浸没式等离子体离子注入机（PⅢ）反应室,调节工艺参数进行氧离子注入。注入改性后的材料作为SERS基底材料。2.对上述的制备流程进行工艺上的优化,不断地变化工艺步骤使其具备更高的SERS增强能力。同时采用最佳条件下制备的SERS基底进行灵敏度检测以及对常规染色剂亚甲蓝以及孔雀石绿进行检测,检测结果为该基底对R6G的检测极限为10-13M/L,对亚甲蓝以及孔雀石绿的检测极限均达到10-7M/L,此结果表明该基底具有良好的检测灵敏度和很强的检测适应性。3.采用离子注入的手段对金属负载普鲁士蓝类MOFs材料PdO@Co3[Co（CN）6]2进行表面改性,将改性后的材料应用于催化领域,实验证明采用氧注入处理能够极大地改变该材料的催化性能,使其具备更高的催化效率。
吕金[7]（2019）在《等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究》文中研究指明等离子体源离子注入（Plasma source ion implantation）技术作为冷等离子体表面改性处理的一种方式,广泛应用在半导体PN结制备、金属表面抗腐抗磨处理和绝缘材料隔氧隔水优化等工业生产中。在实际工艺过程中,在注入材料表面形成的等离子体鞘层的特性对材料改性效果有很大影响。因此,有必要从理论上深入研究PSII过程中鞘层的演化特点。本文结合PSII技术在绝缘材料中的应用,采用数值模拟的方法,以无限长聚对苯二甲酸乙二醇脂（Polyethylene Terephthalate,PET）圆管作为研究对象,研究讨论在氮等离子体注入到PET圆管内表面的过程中,圆管内部所形成的加速离子注入的鞘层区的时空演化特点。本文采用一维流体动力学模型,结合绝缘材料的表面充电效应方程,模拟研究了在PET圆管内表面的PSII过程中鞘层动态演化的规律,重点分析讨论了单离子和双离子与中性粒子的弹性碰撞效应及主要的实验参数对鞘层演化特性的影响。研究结果表明:1.在单离子体系中,粒子间的弹性碰撞作用会明显降低鞘层厚度、降低PET圆管内表面积累的电荷密度和注入离子束流密度。而注入离子速度和PET圆管内表面的离子入射能量不仅数值下降,它们随时间变化的曲线峰值位置也随之前移。这表明碰撞对鞘层扩展有阻碍作用,且阻力强度与外加脉冲偏压的波形有关。2.在单离子体系中,通过改变脉冲偏压峰值、气压和PET薄膜厚度这些外界参数,鞘层厚度、PET圆管内表面的离子入射能量和表面积累的电荷密度等均随之改变。且气压参数的变化对鞘层的改变影响较大。3.在双离子体系中,双离子的成分比值变化对鞘层参数有一定影响。随着N（10）成分比例的增加,鞘层厚度增加,介质表面积累的电荷增加,即表面充电效应加重。
朱文艳[8]（2017）在《等离子体浸没离子注入介质材料鞘层特性模拟研究》文中指出等离子体浸没离子注入（Plasma-immersion-ion-implantation,简称PIII）由于其成本低廉、操作简单以及对样品能够进行高效处理,现已被广泛应用于金属、半导体以及绝缘介质材料改性等领域中。然而在实际的PIII工艺中,由于绝缘介质的待处理表面存在比较严重的充电效应,使得PIII在具体的应用中会面临很多问题。当施加的是负脉冲形式且幅值很高的电压时,由于介质材料容性的存在,介质表层最终得到的电势要低于所施加的负高压脉冲。在这种情况下,注入到介质层表面的离子能量就达不到理想值。此外,当表面的电荷堆积到一定程度时可能产生电弧,严重时会给待处理工件和设备带来损坏。数值模拟方法有利于研究分析上述问题,模拟的结果可以为优化实际的工艺参数提供参考。本文通过一维流体力学模型,利用C语言实现编程,对一维平面介质靶鞘层特性进行了数值模拟。具体内容安排如下:第一章,详细介绍了PIII技术的特点、应用、研究方法以及研究现状。第二章,主要是介绍本文在具体的数值模拟时所使用的理论模型以及相关的物理理论。包括鞘层动力学理论,有碰撞和无碰撞冷流体模型,二次电子发射效应以及在具体通过使用代码实现模拟计算的过程中所使用的一些思路及方法。第三章,采用一维流体模型对平板形绝缘介质材质的待处理物体表层的PIII过程进行了数值模拟计算,得到并分析了鞘层的时空变化规律,然后具体讨论分析了各参数对离子注入实现表面改性效果的影响。结果表明:在等离子体浸没离子注入平面介质靶表层的过程中,鞘层内各物理量的变化不是均匀的。在实际的工艺中,在保证注入剂量的同时,应该有效地提高真空室中分布的等离子体的密度;为了减缓表面充电效应要尽量选择幅值大、上升沿时间长、下降沿时间较短的高压脉冲和比较薄的介质膜。
赵耀超[9]（2016）在《银镁共注入钛的生物学研究》文中指出目前关节置换正在变的越来越普遍,关节置换术可以明显减轻患者的痛苦并极大地提高了患者的活动度,但是假体周围感染和假体松动所带来的经济和社会负担不容忽视。钛基材料是关节假体应用最广泛的生物材料,本研究通过等离子体浸没注入技术（PIII）将镁、银注入钛表面进行改性,以提高其抗菌和成骨特性,并建立了四组样品:纯钛（Ti）、单纯注镁（Mg-PIII）、单纯注银（Ag-PIII）以及银镁共注入（Mg/Ag-PIII）,并对改性后的钛进行了生物学评价。首先我们采用场发射扫描电镜、X射线光电子能谱仪、CHI760c电化学工作站和电感耦合等离子体光学发射光谱仪对材料进行表征。在体外我们应用骨架染色和胞核染色法、CCK-8法以及电镜扫描对细胞在各种材料表面的早期粘附特性、增殖及铺展特性进行了评价;另外应用碱性磷酸酶（ALP）染色试剂盒、茜素红染色法以及免疫酶联反应法对细胞的ALP活力、细胞外基质矿化能力、成骨相关基因表达进行了评价;为了评价样品的抗菌特性,我们采用了涂板计数法、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法。为了评价体内的抗菌和成骨特性,我们分别建立了兔假体周围成骨模型和兔内植物相关的胫骨骨髓炎模型,并利用X线透视、micro-CT和组织学方法对其进行评价。另外我们评价了残留死亡细菌菌体和脂多糖（LPS）对材料成骨性能的影响。结果表明,镁银两种元素可通过离子浸没注入技术成功构建于钛表面,其中银以纳米银的形式存在。体外实验发现Mg/Ag-PIII抗菌能力较Ag-PIII提高7%-10%,同时体内外成骨评价发现银镁共注入后钛较单纯注入银或镁的成骨活性明显增加。体外实验发现细菌菌体和脂多糖（LPS）可以明显抑制材料的成骨活性,而Mg/Ag-PIII和Mg-PIII在LPS或死亡菌体存在条件下的成骨活性强于Ag-PIII及Ti。同时体内实验也证明了无论感染发生与否,镁的存在均能够提高材料的成骨活性,同时可能会抑制由死亡菌体所诱导的炎症反应。这是因为注入的镁和银之间所形成的微电流反应会促进镁的释放而同时抑制银的释放,同时更强的微电流的形成使局部质子消耗更多,提高了材料的抗菌性能。银和镁在抗菌方面具有很高的互补作用。由此我们得出结论,通过PIII技术,我们可以在钛表面可控的定植纳米银和镁,赋予钛更好的抗菌和骨整合能力。
张金凯[10]（2016）在《FSP制备医用钛合金表面载银层组织和性能的研究》文中研究表明本文采用搅拌摩擦加工技术（Friction Stir Processing）成功制备了TC4（Ti-6Al-4V）表面载银抗菌层,通过光学显微镜,扫描电镜（SEM）,透射电镜（TEM）研究载银层银颗粒分布,形貌等显微组织特点,采用显微硬度,纳米压痕等测试手段,研究了载银层的弹性模量,硬度等表面力学特征。实验结果显示了搅拌摩擦加工（FSP）对载银层组织及表面力学性能的影响,并着重分析和讨论了银颗粒在搅拌区的形成机制和强化机理,最后通过生物实验测试了试样的抗菌性和细胞毒性。显微组织观察结果可以表明,转速从300rpm提高到375rpm时,材料组织和银分布状态区别不大,槽深度变化对组织的影响比较明显,可能是因为高导热性的银能增加热输出的原因。槽深为1mm时,搅拌区组织为完全的β相转变组织。槽深为2mm,搅拌区组织为等轴α晶粒,夹有部分α/β层状组织。宏观上来观察,银在只在搅拌区靠近表面处呈带状分布,有比较严重的团聚现象,含银层厚度能达到500μm以上。当在高倍电镜下观察局部区域时,能够看到银颗粒均匀的分布于母材基体,并且部分颗粒有沿晶界或相界分布的现象。电镜下观察到不同深度处由于变形情况不同,银的形貌也有所不同:在离表面70μm内,只发现纳米银的存在,这是由于此处是与轴肩直接作用的地方,塑性变形最为剧烈,存在机械纳米晶化;70μm-700μm内则没有发现纳米晶存在,则是以纳米银颗粒为主,银颗粒与基体界面清晰,属于共格或半共格的连接。由于复杂的塑性流动,还存在着晶界上团聚纳米银被挤压成带状,β-Ti中过饱和固溶析出形成的针状等。700μm以后则没有观察到银的存在。载银层力学性能测试和生物实验结果表明,通过FSP在TC4表面掺入银后表层硬度均有所提高,尤其是对于375-2（375rpm,2mm槽深）银含量高,表面团聚现象严重的情况下,硬度的提升幅度远大于375-1（375rpm,1mm槽深）。在纳米压痕测试结果中,大量银颗粒均匀分布的情况下,能够提高基体硬度,而对于模量的影响较小。试样表面掺入银后,杀菌效果明显。但是,对于含银量较多,且存在团聚的375-2试样而言,银含量已经超过安全水平,试样细胞毒性较大,而375-1试样兼具抗菌效果和无细胞毒性。因此从生物相容性方面考虑,需要严格控制表面银含量的掺入,采用较浅的槽深工艺。
二、等离子体浸没离子注入(P)技术在现代材料表面改性中的应用及发展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、等离子体浸没离子注入(P)技术在现代材料表面改性中的应用及发展（论文提纲范文）
（1）医用钛表面纳米结构及功能元素的免疫应答研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 宿主对生物材料的免疫反应 |
| 1.2.1 宿主对生物材料的非特异性免疫反应 |
| 1.2.2 宿主对生物材料的特异性免疫反应 |
| 1.3 材料表面免疫调节设计 |
| 1.3.1 材料表面主动改性调节免疫 |
| 1.3.2 材料表面被动改性调节免疫 |
| 1.4 医用钛材料 |
| 1.4.1 医用钛材料的基本性质 |
| 1.4.2 医用钛材料的生物学应用及存在的问题 |
| 1.4.3 生物医用钛材料的表面改性 |
| 1.5 论文的研究目的和内容 |
| 第2章 钛表面纳米结构对免疫学行为的调控 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验内容和方法 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 表面形貌和成分表征 |
| 2.2.3 物化性能表征 |
| 2.2.4 体外免疫学性能评价 |
| 2.2.5 动物实验 |
| 2.2.6 数据统计分析 |
| 2.3 实验结果和讨论 |
| 2.3.1 纳米结构的形貌和组成 |
| 2.3.2 纳米结构的理化性能 |
| 2.3.3 纳米结构样品对免疫反应的调控 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钛表面ds区元素掺杂及其免疫和成骨性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法和内容 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 表面形貌和成分表征 |
| 3.2.3 物化性能表征 |
| 3.2.4 抗菌行为测试 |
| 3.2.5 体外免疫学性能评价 |
| 3.2.6 体外成骨活性评价 |
| 3.2.7 体外共培养实验 |
| 3.2.8 动物实验 |
| 3.2.9 数据统计分析 |
| 3.3 实验结果和讨论 |
| 3.3.1 样品表面形貌和组成 |
| 3.3.2 样品的理化性能 |
| 3.3.3 样品的抗菌性能 |
| 3.3.4 体外免疫学性能评价 |
| 3.3.5 体外成骨活性评价 |
| 3.3.6 动物实验 |
| 3.3.7 PGE2相关信号通路的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钛表面银含量对免疫和成骨性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法和内容 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表面形貌和成分表征 |
| 4.2.3 物化性能表征 |
| 4.2.4 抗菌行为测试 |
| 4.2.5 体外免疫学性能评价 |
| 4.2.6 体外成骨活性评价 |
| 4.2.7 体外共培养实验 |
| 4.2.8 动物实验 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 样品表面形貌和组成 |
| 4.3.2 样品的理化性能 |
| 4.3.3 样品的抗菌性能 |
| 4.3.4 体外免疫学性能评价 |
| 4.3.5 体外成骨活性评价 |
| 4.3.6 动物实验 |
| 4.3.7 PGE2相关信号通路的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全文总结和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 英文缩写词 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）石墨烯衍生物和镁/锌离子对人牙龈成纤维细胞行为影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 生物医用材料 |
| 1.1.2 钛及其合金 |
| 1.1.3 钛及其合金表面改性 |
| 1.2 人牙龈成纤维细胞与软组织密封 |
| 1.3 HGFs行为影响因素 |
| 1.4 石墨烯衍生物的生物学应用 |
| 1.4.1 石墨烯衍生物的基本性质及改性方法 |
| 1.4.2 石墨烯衍生物的生物学应用 |
| 1.5 镁和锌元素的生物学应用 |
| 1.6 论文的研究内容和目的 |
| 第二章 石墨烯衍生物对人牙龈成纤维细胞行为的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 理化性能表征 |
| 2.2.3 计算模拟 |
| 2.2.4 蛋白吸附 |
| 2.2.5 细胞实验 |
| 2.2.6 统计学分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 表面形貌及粗糙度 |
| 2.3.2 拉曼光谱分析 |
| 2.3.3 表面Zeta电位 |
| 2.3.4 表面化学组成 |
| 2.3.5 GO和rGO中sp~2区域表征分析 |
| 2.3.6 表面亲疏水性 |
| 2.3.7 细胞粘附与铺展 |
| 2.3.8 细胞增殖及形貌 |
| 2.3.9 细胞迁移 |
| 2.3.10 蛋白吸附及sp~2区域对HGFs行为调节机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 镁/锌离子注入调控人牙龈成纤维细胞行为 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 理化性能表征 |
| 3.2.3 蛋白吸附 |
| 3.2.4 细胞实验 |
| 3.2.5 统计学分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 表面形貌 |
| 3.3.2 表面化学组成 |
| 3.3.3 表面Zeta电位 |
| 3.3.4 耐腐蚀性能 |
| 3.3.5 表面亲疏水性 |
| 3.3.6 离子释放 |
| 3.3.7 蛋白吸附 |
| 3.3.8 细胞粘附与铺展 |
| 3.3.9 细胞迁移 |
| 3.3.10 细胞活/死染色 |
| 3.3.11 细胞增殖及形貌 |
| 3.3.12 免疫荧光染色 |
| 3.3.13 基因表达 |
| 3.3.14 镁离子和锌离子对HGFs行为的调节机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锌离子注入量对人牙龈成纤维细胞行为的影响 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 理化性能表征 |
| 4.2.3 蛋白吸附 |
| 4.2.4 细胞实验 |
| 4.2.5 统计学分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 表面形貌 |
| 4.3.2 表面化学组成 |
| 4.3.3 耐腐蚀性能 |
| 4.3.4 表面亲疏水性 |
| 4.3.5 锌离子释放 |
| 4.3.6 蛋白吸附 |
| 4.3.7 细胞粘附与铺展 |
| 4.3.8 细胞迁移 |
| 4.3.9 细胞活/死染色 |
| 4.3.10 细胞增殖及形貌 |
| 4.3.11 免疫荧光染色 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 镁/锌离子与氧化石墨烯对人牙龈成纤维细胞行为协同作用 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 理化性能表征 |
| 5.2.3 蛋白吸附 |
| 5.2.4 细胞实验 |
| 5.2.5 统计学分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 表面化学组成 |
| 5.3.2 拉曼光谱分析 |
| 5.3.3 表面亲疏水性 |
| 5.3.4 离子释放 |
| 5.3.5 蛋白吸附 |
| 5.3.6 细胞粘附与铺展 |
| 5.3.7 细胞增殖及形貌 |
| 5.3.8 细胞迁移 |
| 5.3.9 免疫荧光染色 |
| 5.3.10 镁/锌离子及sp~2区域对HGFs行为协同调节作用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）聚吡咯薄膜的功能化改性及其生物学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 导电高分子 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 导电高分子的掺杂 |
| 1.3 聚吡咯 |
| 1.3.1 聚吡咯的合成方法 |
| 1.3.2 聚吡咯的理化性质 |
| 1.3.3 聚吡咯的生物学应用 |
| 1.3.4 聚吡咯改性 |
| 1.4 论文的研究目的与内容 |
| 1.4.1 研究目的与意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 氧等离子体浸没离子注入改性聚吡咯薄膜及其生物学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验内容和方法 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 表面形貌和成分表征 |
| 2.2.3 理化性能表征 |
| 2.2.4 抗菌性能测试 |
| 2.2.5 细胞相容性测试 |
| 2.2.6 统计学分析 |
| 2.3 实验结果和讨论 |
| 2.3.1 薄膜形貌与组成 |
| 2.3.2 薄膜理化性能 |
| 2.3.3 细菌行为响应 |
| 2.3.4 细胞相容性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 氧等离子体浸没离子注入改性聚吡咯薄膜的光热抗菌研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容和方法 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 吸收光谱测试 |
| 3.2.3 光热转换性能测试 |
| 3.2.4 光热抗菌性能测试 |
| 3.2.5 统计学分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 光学特性 |
| 3.3.2 近红外光(NIR)辐照样品升温曲线 |
| 3.3.3 样品的光热抗菌性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 聚吡咯-石墨烯复合薄膜构建及其生物学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容与方法 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表面形貌和成分表征 |
| 4.2.3 理化性能表征 |
| 4.2.4 细菌活性测试 |
| 4.2.5 细胞行为测试 |
| 4.2.6 统计学分析 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 薄膜形貌与组成 |
| 4.3.2 薄膜的理化性能 |
| 4.3.3 细菌活性 |
| 4.3.4 细胞行为响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）氮离子注入对聚四氟乙烯表面电荷积聚消散特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 真空沿面闪络 |
| 1.2.1 真空沿面闪络机理 |
| 1.2.1.1 真空沿面闪络的起始阶段 |
| 1.2.1.2 真空沿面闪络的发展阶段 |
| 1.2.1.3 真空沿面闪络的击穿阶段 |
| 1.2.2 真空中沿面闪络的影响因素 |
| 1.2.2.1 影响真空沿面闪络的外在因素 |
| 1.2.2.2 影响真空沿面闪络的电极-介质界面因素 |
| 1.2.2.3 影响真空沿面闪络的介质表面因素 |
| 1.3 绝缘材料表面电荷的积聚和消散特性 |
| 1.3.1 表面电荷的产生和来源 |
| 1.3.2 表面电荷的积聚特性 |
| 1.3.3 表面电荷的消散特性 |
| 1.3.4 表面电荷对真空沿面闪络的影响 |
| 1.4 绝缘材料表面改性 |
| 1.4.1 表面氟化 |
| 1.4.2 表面镀膜 |
| 1.4.3 表面刻蚀 |
| 1.4.4 等离子体表面处理 |
| 1.5 本文研究内容与研究路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究路线 |
| 第二章 等离子体浸没离子注入技术处理聚四氟乙烯材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 等离子体浸没离子注入技术 |
| 2.2.1 低温等离子体简介 |
| 2.2.2 正离子鞘层 |
| 2.2.3 离子注入技术的发展 |
| 2.2.4 等离子体浸没离子注入技术简介 |
| 2.3 氮离子注入聚四氟乙烯材料 |
| 2.3.1 等离子体浸没离子注入系统 |
| 2.3.2 实验材料介绍 |
| 2.3.3 实验样品的处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚四氟乙烯材料表面成分与化学特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 X射线光电子能谱分析 |
| 3.2.1 X射线光电子能谱分析简介 |
| 3.2.2 聚四氟乙烯材料表面X射线光电子能谱分析 |
| 3.2.2.1 聚四氟乙烯材料表面C元素XPS分析 |
| 3.2.2.2 聚四氟乙烯材料表面N元素XPS分析 |
| 3.3 傅立叶红外光谱测试 |
| 3.3.1 傅立叶红外光谱测试简介 |
| 3.3.2 聚四氟乙烯材料表面傅立叶红外光谱测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚四氟乙烯材料表面物理特性与电性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚四氟乙烯材料表面润湿性 |
| 4.2.1 材料表面润湿性简介 |
| 4.2.2 聚四氟乙烯材料表面水接触角的测量与分析 |
| 4.3 聚四氟乙烯材料表面导电性 |
| 4.3.1 材料表面导电性简介 |
| 4.3.2 材料表面电阻率的测量方法 |
| 4.3.3 聚四氟乙烯材料表面电阻率的测量与分析 |
| 4.4 聚四氟乙烯材料表面电荷积聚与消散特性 |
| 4.4.1 聚四氟乙烯材料的表面电荷 |
| 4.4.1.1 表面电荷测量方法简介 |
| 4.4.1.2 表面电位测量平台的研制和搭建 |
| 4.4.1.3 聚四氟乙烯材料表面电位测量与表面电荷积聚消散特性分析 |
| 4.4.2 聚四氟乙烯材料表面陷阱特性 |
| 4.4.2.1 等温表面电位衰减理论 |
| 4.4.2.2 聚四氟乙烯材料表面陷阱特性的计算与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要工作总结 |
| 5.1.1 本文的主要工作 |
| 5.1.2 本文的相关实验分析结果和结论 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 人工关节和椎间盘的临床应用 |
| 1.1.1 人工关节材料、特性及存在的问题 |
| 1.1.2 人工椎间盘材料、特性及存在的问题 |
| 1.2 人工关节和椎间盘的磨损机制 |
| 1.2.1 人工关节磨损机制 |
| 1.2.2 人工椎间盘磨损机制 |
| 1.3 等离子体表面改性用于提高人工关节和椎间盘摩擦界面耐磨耐蚀性能研究 |
| 1.3.1 离子注入 |
| 1.3.2 薄膜沉积 |
| 1.3.3 表面改性层的失效机制 |
| 1.4 具有促进摩擦界面润滑层形成的无机薄膜 |
| 1.4.1 关节摩擦配副表面生物润滑膜形成机制 |
| 1.4.2 体内磨损自修复概念 |
| 1.5 选题意义 |
| 1.6 本文研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 电子回旋共振化学气相沉积(ECR-CVD)制备DLC薄膜均匀性的改善 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 等离子体发射光谱(OES) |
| 2.3.2 薄膜厚度及残余应力 |
| 2.3.3 拉曼散射光谱检测(Raman) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱检测(XPS) |
| 2.3.5 弹性反冲检测(ERDA) |
| 2.3.6 扫描电子显微镜检测(SEM) |
| 2.3.7 原子力显微镜检测(AFM) |
| 2.3.8 薄膜硬度检测 |
| 2.3.9 摩擦磨损检测 |
| 2.3.10 薄膜动态极化检测 |
| 2.4 研究结果 |
| 2.4.1 距离等离子体源不同距离处Hα等离子体发射光谱(OES) |
| 2.4.2 纵向磁场分布及薄膜厚度 |
| 2.4.3 不同基体偏压制备DLC薄膜的截面形貌 |
| 2.4.4 不同基体偏压制备DLC薄膜粗糙度 |
| 2.4.5 不同基体偏压制备DLC薄膜结构 |
| 2.4.6 不同基体偏压制备DLC薄膜硬度 |
| 2.4.7 不同基体偏压制备DLC薄膜耐磨损性能研究 |
| 2.4.8 不同基体偏压制备DLC薄膜耐腐蚀性 |
| 2.4.9 不同基体偏压制备DLC薄膜内应力 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 白蛋白溶液中Cu/Al_2O_3及CoCrMoo/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.3 材料表征 |
| 3.4 研究结果 |
| 3.4.1 磨损形貌 |
| 3.4.2 磨损区域微区红外检测(ATR-FTIR) |
| 3.4.3 磨损区域拉曼光谱检测(Raman) |
| 3.4.4 Al_2O_3球头磨斑处成分—飞行时间分辨二次离子质谱检测(To F-SIMS) |
| 3.4.5 Al_2O_3球头磨斑处成分—电子能量损失谱(EELS)检测 |
| 3.4.6 Cu表面BSA分子吸附 |
| 3.4.7 Cu磨痕表面BSA蛋白分子量变化检测 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铜掺杂氮化钛(TiCuN)薄膜的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.3 薄膜制备 |
| 4.4 材料表征 |
| 4.4.1 膜厚、应力以及显微硬度检测 |
| 4.4.2 薄膜膜基结合评价 |
| 4.4.3 X射线衍射检测(XRD) |
| 4.4.4 薄膜透射电子显微镜检测(TEM) |
| 4.4.5 薄膜表面粗糙度评价 |
| 4.5 TiN薄膜制备及其组织结构 |
| 4.6 过渡层对薄膜结合力的影响 |
| 4.7 TiCuN薄膜制备及其组织结构研究 |
| 4.7.1 不同掺铜量TiN薄膜膜厚及应力 |
| 4.7.2 不同掺铜量TiCuN薄膜表面及断面形貌 |
| 4.7.3 不同掺铜量TiCuN薄膜XRD检测 |
| 4.7.4 不同掺铜量TiCuN薄膜显微硬度 |
| 4.7.5 不同掺铜量TiCuN薄膜膜基结合力 |
| 4.8 讨论 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 白蛋白溶液中TiCuN/Al_2O_3摩擦界面研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 材料及试剂 |
| 5.2.2 摩擦磨损实验 |
| 5.3 细胞毒性评价 |
| 5.3.1 细胞培养 |
| 5.3.2 CCK-8检测 |
| 5.3.3 细胞形貌观察 |
| 5.4 材料表征 |
| 5.4.1 磨痕表面形貌 |
| 5.4.2 拉曼光谱检测(Raman) |
| 5.4.3 蛋白免疫印迹(Western-Blot) |
| 5.4.4 飞行时间二次离子质谱分析(To F-SIMS) |
| 5.4.5 电子能量损失谱(EELS) |
| 5.4.6 分子动力学模拟计算 |
| 5.5 研究结果 |
| 5.5.1 细胞相容性 |
| 5.5.2 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副在BSA及生理盐水中的摩擦学行为研究 |
| 5.5.3 TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦配副摩擦界面BSA分子量变化 |
| 5.5.4 BSA溶液中TiN/Al_2O_3与TiCuN/Al_2O_3摩擦副摩擦界面类石墨碳润滑层形成机制研究 |
| 5.5.5 Cu表面化学键断裂 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 全文结论 |
| 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）等离子体注入改性MOFs材料实验研究及其在SERS检测及催化中的应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 序 |
| 1 绪论 |
| 1.1 金属有机骨架材料(MOFs)简介 |
| 1.1.1 MOFs的发展历程 |
| 1.1.2 MOFs在催化及SERS中的重要应用 |
| 1.2 浸没式等离子体注入 |
| 1.3 表面增强拉曼散射检测(SERS) |
| 1.3.1 拉曼光谱检测 |
| 1.3.2 表面增强拉曼光谱检测 |
| 1.3.3 表面增强拉曼光谱检测增强机 |
| 1.3.4 SERS基底简介 |
| 1.4 关于硝基酚的催化研究 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 2 等离子体注入改性MOFs制备SERS基底 |
| 2.1 SERS基底研究现状 |
| 2.1.1 SERS基底的制备方法 |
| 2.1.2 SERS基底制备技术的优缺点 |
| 2.2 等离子体注入改性MOFs制备SERS基底 |
| 2.2.1 技术方案 |
| 2.2.2 可行性分析 |
| 2.3 实验论证 |
| 2.3.1 操作步骤 |
| 2.3.2 材料表征 |
| 2.3.3 SERS性能表征 |
| 2.4 小结 |
| 3 SERS基底性能优化及应用探究 |
| 3.1 SERS基底性能优化 |
| 3.1.1 不同MOFs材料对SERS基底的影响 |
| 3.1.2 不同注入条件对SERS基底性能的影响 |
| 3.2 SERS灵敏度检测及稳定性测试 |
| 3.3 SERS基底检测亚甲基蓝 |
| 3.4 SERS基底检测孔雀石绿 |
| 3.5 小结 |
| 4 离子注入改性MOFs材料用于硝基酚催化 |
| 4.1 技术方案 |
| 4.2 实验论证 |
| 4.2.1 前驱物的制备及表征 |
| 4.2.2 不同处理手段对Pdo＠Co_3[Co(CN)_6]_2催化性能的影响 |
| 4.3 小结 |
| 5 总结 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 索引 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 等离子体概述 |
| 1.1.1 对等离子体的初步认识 |
| 1.1.2 实验室中的人造等离子体 |
| 1.1.3 冷等离子体的应用 |
| 1.2 等离子体源离子注入技术的研究进展 |
| 1.2.1 等离子体源离子注入技术的优点 |
| 1.2.2 等离子体源离子注入技术的应用原理 |
| 1.2.3 等离子体源离子注入技术的四种模拟方法 |
| 1.2.4 等离子体源离子注入技术的研究现状 |
| 1.2.5 等离子体源离子注入技术的扩展性研究 |
| 1.3 本论文的研究内容的安排 |
| 2 PSII绝缘性圆管内表面的鞘层动力学模型 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 理论模型 |
| 2.2.1 绝缘性圆管内表面的有效电势 |
| 2.2.2 绝缘性圆管的流体动力学模型 |
| 2.2.3 方程组的无量纲化与求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 单粒子条件下的PET圆管内表面鞘层的时空演化特性 |
| 3.1 碰撞效应对PET圆管内部的鞘层时空演化特性的影响 |
| 3.1.1 碰撞效应对PET圆管内的鞘层扩展的影响 |
| 3.1.2 碰撞效应对PET圆管内表面的注入相关参数的影响 |
| 3.2 外界参数对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 3.2.1 改变脉冲负偏压幅值 |
| 3.2.2 改变气压 |
| 3.2.3 改变介质薄膜厚度 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 离子成分比对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 4.1 考虑两种注入离子的理论模型 |
| 4.1.1 双离子注入PET圆管内表面处的有效电势 |
| 4.1.2 双离子注入PET圆管内表面的流体动力学模型 |
| 4.2 离子成分比对PET圆管内表面鞘层随时间演化的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）等离子体浸没离子注入介质材料鞘层特性模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PIII技术及其应用 |
| 1.1.1 等离子体浸没离子注入技术 |
| 1.1.2 PIII技术的应用 |
| 1.2 PIII离子鞘层演化的研究方法 |
| 1.2.1 解析方法 |
| 1.2.2 流体动力学方法 |
| 1.2.3 MC 方法 |
| 1.2.4 PIC 方法 |
| 1.3 PIII介质材料鞘层特性模拟研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 PIII介质材料鞘层演化的一维流体模型 |
| 2.1 鞘层理论 |
| 2.2 无碰撞鞘层冷流体力学模型 |
| 2.3 碰撞鞘层冷流体力学模型 |
| 2.4 二次电子发射效应 |
| 2.5 数值求解方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 模拟结果及讨论 |
| 3.1 鞘层内基本物理量的演化 |
| 3.2 脉冲参数的影响 |
| 3.2.1 脉冲幅值的影响 |
| 3.2.2 脉冲上升沿的影响 |
| 3.2.3 脉冲下降沿的影响 |
| 3.3 介质靶厚度的影响 |
| 3.4 气压的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）银镁共注入钛的生物学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钛及其合金在骨科领域的应用 |
| 1.2.1 钛及其合金 |
| 1.2.2 钛及其合金在骨科领域的应用 |
| 1.3 材料表面抗菌性能的构建策略及技术 |
| 1.3.1 细菌粘附与生物膜的形成原理 |
| 1.3.2 抗菌表面的构建技术 |
| 1.4 材料骨整合特性的构建 |
| 1.4.1 骨整合 |
| 1.4.2 材料表面成骨性能的构建策略 |
| 1.5 等离子体浸没注入技术在假体改性中的应用 |
| 1.5.1 等离子体浸没注入技术(PIII) |
| 1.5.2 等离子浸没技术的研究进展 |
| 1.6 课题研究设想 |
| 第二章 Mg/Ag-PIII钛的制备及其体外成骨、抗菌活性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 主要仪器与试剂 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 注入元素的释放测定 |
| 2.2.5 人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)的培养与传代 |
| 2.2.6 早期细胞粘附与骨架特征 |
| 2.2.7 细胞增殖 |
| 2.2.8 细胞形态观察 |
| 2.2.9 碱性磷酸酶活性检测(ALP) |
| 2.2.10 胞外基质矿化测定 |
| 2.2.11 成骨基因的表达 |
| 2.2.12 细菌的准备 |
| 2.2.13 体外抗菌活性 |
| 2.2.14 统计学分析 |
| 2.3 结果 |
| 2.3.1 材料表征 |
| 2.3.2 人间充质干细胞的早期粘附及增殖活性 |
| 2.3.3 人间充质干细胞的成骨活性 |
| 2.3.4 材料的体外抗菌活性 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Mg/Ag-PⅢ钛的体内成骨活性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 主要仪器与试剂 |
| 3.2.2 植入材料的制备及分组 |
| 3.2.3 手术 |
| 3.2.4 序贯荧光标记染色 |
| 3.2.5 标本采集及固定 |
| 3.2.6 Micro-CT观察 |
| 3.2.7 组织学分析 |
| 3.2.8 统计学分析 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 序贯染色法 |
| 3.3.2 Micro-CT分析 |
| 3.3.3 组织学观察 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Mg/Ag-PⅢ钛的体内抗菌及其在细菌条件下的成骨活性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 主要仪器和试剂 |
| 4.2.2 材料的制备 |
| 4.2.3 人间充质干细胞(hBMSCs)的培养及扩增 |
| 4.2.4 LPS及细菌菌体的准备及材料处理 |
| 4.2.5 细胞的增殖 |
| 4.2.6 成骨活性评价 |
| 4.2.7 新西兰大白兔假体相关感染模型建立 |
| 4.2.8 影像学评估 |
| 4.2.9 组织学评价 |
| 4.2.10 统计学分析 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 LPS及死亡菌体刺激下hBMSCs在材料表面的生物学反应 |
| 4.3.1.1 细胞的增殖 |
| 4.3.1.2 细胞铺展状态 |
| 4.3.1.3 细胞外基质矿化及ALP活性 |
| 4.3.1.4 成骨基因表达 |
| 4.3.2 X线影像学评价 |
| 4.3.3 Micro-CT分析 |
| 4.3.4 组织学评价 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 全文总结 |
| 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果 |
（10）FSP制备医用钛合金表面载银层组织和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 医用钛合金简介 |
| 1.2.1 钛及其合金的性能 |
| 1.2.2 钛合金医用材料的临床问题 |
| 1.3 银的抗菌性概况 |
| 1.4 钛合金表面载银改性的方法 |
| 1.4.1.银等离子体浸没离子注入法(silver plasma immersion ion implantation) |
| 1.4.2.磁控溅射(magnetron sputtering) |
| 1.4.3.溶胶凝胶法(Sol-gel) |
| 1.4.4.电泳沉积(Electrophoretic deposition) |
| 1.5 搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing) |
| 1.5.1 加工原理 |
| 1.5.2 研究现状 |
| 1.6 本文研究目的和内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 材料预加工 |
| 2.3.2 材料制备 |
| 2.3.3 材料检测 |
| 第三章 FSP制备TC4表面含银层微观组织观察 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 宏观形貌 |
| 3.3.2 微观组织形貌 |
| 3.3.3 物相分析 |
| 3.3.4 透射电镜观察 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FSP制备TC4表面含银层性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 显微硬度测试 |
| 4.2.2 纳米压痕测试 |
| 4.2.3 生物实验 |
| 4.3 实验结果和分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、等离子体浸没离子注入(P)技术在现代材料表面改性中的应用及发展（论文参考文献）
- [1]医用钛表面纳米结构及功能元素的免疫应答研究[D]. 陈岚. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [2]石墨烯衍生物和镁/锌离子对人牙龈成纤维细胞行为影响研究[D]. 王蓝宇. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [3]聚吡咯薄膜的功能化改性及其生物学性能研究[D]. 李小欧. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [4]氮离子注入对聚四氟乙烯表面电荷积聚消散特性影响研究[D]. 刘畅. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [5]铜掺杂薄膜在白蛋白溶液中促进摩擦界面形成类石墨碳润滑层的研究[D]. 邓乔元. 西南交通大学, 2019
- [6]等离子体注入改性MOFs材料实验研究及其在SERS检测及催化中的应用研究[D]. 远雁. 北京交通大学, 2019(01)
- [7]等离子体源离子注入鞘层动力学行为的数值模拟研究[D]. 吕金. 大连理工大学, 2019(02)
- [8]等离子体浸没离子注入介质材料鞘层特性模拟研究[D]. 朱文艳. 大连理工大学, 2017(04)
- [9]银镁共注入钛的生物学研究[D]. 赵耀超. 上海交通大学, 2016(03)
- [10]FSP制备医用钛合金表面载银层组织和性能的研究[D]. 张金凯. 上海交通大学, 2016(03)