TiO2对磁控溅射Ti-TiO2纳米复合涂层抗菌性能的影响

为预防种植体周围炎,采用反应磁控溅射法在纯Ti片表面制备了Ti-TiO₂纳米复合涂层,改变Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例,研究纳米TiO₂体积分数对涂层微观结构和抗菌性能的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、接触角测量仪对样品进行微观组织的表征以及表面粗糙度和润湿性能的测量,采用CCK-8法(cell counting kit-8,CCK-8)对涂层进行细胞毒性测试,采用平板涂布计数法对涂层进行抗菌性能评价。结果表明,当Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例为95∶5时,Ti-TiO₂涂层含纳米TiO₂量最多,涂层的表面粗糙度以及与液相接触角达到最大值,分别为1.28 nm和100.42°,涂层无细胞毒性,符合生物安全性材料的标准,涂层的抗菌性能最佳,涂层的抑菌率达到了90.94%。     

Ag@SiO2复合纳米微粒的制备及其抗菌性能

利用简单的一步法合成Ag@SiO2复合纳米微粒,并对其样品进行了TEM,HRTEM,XRD和UV表征.结果表明银纳米粒子成功包覆于二氧化硅微球之中,且壳层呈多孔状结构.以二倍稀释法测试了Ag@SiO2纳米颗粒对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和大肠杆菌的最小抑菌质量浓度以及最小杀菌质量浓度,结果表明Ag@SiO2纳米颗粒具有良好的抗菌持久性能,并且对革兰氏阴阳两种细菌具有良好的杀菌选择性.     

Ag对Ag-ZnO纳米抗菌涂层微观结构和性能的影响

外固定器作为最常见的固定装置在开放性骨折手术中被大量应用,但其配合使用的螺钉存在易感染的问题。采用射频磁控溅射技术制备Ag-ZnO/Ti纳米复合涂层附着于Ti6Al4V螺钉表面,能够有效减少细菌的粘附。通过调整靶材拼接的比例,探究了不同Ag含量的复合涂层微观形貌对Ti6Al4V螺钉抗菌性能的影响。结果表明,当Ag、ZnO、Ti靶材的拼接体积比为2∶2∶96时,Ag-ZnO/Ti纳米复合涂层中Ag质量分数达到1.85%,其表面粗糙度为4.24 nm,涂层表面平整光滑且具有疏水性,有利于减少细菌的粘附。涂层细胞毒性符合生物安全标准,且抗菌率高达99.62%。     

Ag/石墨烯复合涂层的制备及抗菌性能

首先用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）; 其次用原位还原法将银氨溶液中的Ag纳米粒子通过还原剂葡萄糖和GO复合, 获得Ag/GO胶体; 最后在真空干燥条件下得到Ag/GO涂层, 并用真空阶梯热还原技术制备Ag/还原氧化石墨烯(rGO)涂层. 利用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 透射电子显微镜等方法对膜样品结构形貌进行表征, 并用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测样品的亲/疏水性和抗菌性能. 实验结果表明: 石墨烯基膜材料与基底结合较好, Ag纳米粒子在石墨烯片层间呈球形均匀分布, 粒径为20~50 nm; 纯GO和rGO膜表面未见菌落, 大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均未出现有效抑菌环; 复合Ag纳米粒子后, 涂层的抑菌效果得到显著提高; 与Ag/GO复合膜相比, Ag/rGO复合膜呈更强的抗菌活性, 即低温退火有助于提高石墨烯基复合涂层的抗菌性能.     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。     

本底真空度对PVD/TiN涂层组织和性能的影响

采用物理气相沉积（PVD） TiN涂层的表面处理技术,对合金结构钢进行表面强化处理.分析了不同本底真空度下TiN涂层的硬度、膜基结合力以及涂层颗粒尺寸等.结果表明,本底真空度在7.8×10-3～ 10.0×10-2 Pa范围内,本底真空度与涂层颗粒尺寸成反比,与硬度和膜基结合力成正比.当其为7.8×10-3 Pa时进行30-40 min沉积的涂层,涂层硬度可达到1 878.63 HVo.1,结合力达到7.86 N.     

Sn调变Cu电子结构改善Cu/CeZrO2抗硫性能

为了提高汽车尾气催化剂的抗硫性能,延长催化剂寿命,采用密度泛函理论的方法研究了Sn掺杂Cu/CeZrO₂(110)催化剂的电子结构和SO₂抗硫性能之间的关系。计算结果表明Cu在CeZrO₂(110)表面上最稳定吸附位点是氧桥位,最稳定吸附能为-3.52 eV,此时结构最稳定。通过分析Cu—d带中心、电荷变化、分波态密度(PDOS)和SO₂的吸附能发现,Sn原子掺杂增强了活性组分Cu的正电性和Cu—O之间的相互作用,抑制了SO₂在Cu活性位点上的吸附,从而提高了催化剂的抗硫中毒能力,显著提高了催化剂的催化性能。研究为高性能汽车尾气催化剂的优化设计提供了理论借鉴。     

银离子注入对TiN薄膜和热解碳抗菌性能的影响

用格兰氏阳性金黄葡萄球菌和格兰氏阴性大肠杆菌,研究了银离子注入TiN薄膜和热解碳的抗菌性.银离子注入能量为70 keV,注入剂量为5×1014~5×1016ions/cm2.对样品表面和近表面层进行了扫描电镜(SEM)、背散射(RBS)和俄歇分析(AES).结果表明,银离子注入后TiN薄膜和热解碳均具有抗菌性,其注入热解碳的抗菌率比注入TiN薄膜的抗菌率高.微观分析的结果表明材料的表面形貌、结构和银的分布是影响抗菌性的主要原因.     

微波加热法所制Ag/Cu双金属纳米粒子的表征及其抗菌性能分析

以AgNO_3和Cu(CH_3COO)_2·H_2O为前驱体,PVP为分散剂,分别以乙醇和乙二醇为还原剂,采用微波加热法制备Ag/Cu双金属纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS等技术对其进行表征,并分析反应温度、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))等因素对Ag/Cu双金属纳米粒子微观形貌及抗菌性能的影响。结果表明,以乙二醇为还原剂,当反应温度为169℃、n(Ag~+)∶n(Cu~(2+))为4∶1时,所制Ag/Cu双金属纳米粒子粒径小且分散均匀,粒子粒径在20~60nm范围内,并呈现出各种多面体结构,其对大肠杆菌具有良好的抗菌效果。     

金属钼表面MoSi2/Si3N4涂层的氧化性能研究

在金属钼表面分别制备了MoSi2涂层和MoSi2/Si3N4涂层,利用SEM和XRD分析研究了涂层的微观结构和物相组成,并比较了涂层在1 450℃大气环境下的抗氧化性能.结果表明:两种涂层与基体结合好且均匀致密;MoSi2涂层钼氧化16 h后出现贯穿裂纹,破坏了SiO2保护膜的连续性,导致涂层失效;Si3N4相的引入可明显改善MoSi2基涂层钼的高温抗氧化性,其抗氧化时间达76 h.     

40Cr表面TiAlN/TiN复合镀层的滑动摩擦试验分析

采用多弧离子镀工艺在40Cr表面制备了TiAlN/TiN复合镀膜,利用UMT-2摩擦磨损实验机考察了TiAlN/TiN膜层的承载能力和摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察了磨损试件的表面形貌,应用X射线能谱仪分析了磨痕中心区元素及其含量,通过40Cr基体和TiAlN/TiN膜在摩擦系数和磨损量方面的比较来评价TiAlN/TiN复合膜层的摩擦学性能。结果表明:TiAlN/TiN涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,TiAlN/TiN复合镀层的摩擦学性能优于40Cr基体,TiAlN/TiN复合镀层的减摩、耐磨性能优越,并能成功地抵抗磨粒磨损和粘着磨损。     

AlTiSiN/AlCrSiN纳米多层复合涂层的结构及性能研究

以AlTiSi合金和AlCrSi合金为靶材料,采用阴极电弧离子镀技术在单晶硅、硬质合金基底上沉积AlTiSiN/AlCrSiN纳米晶多层复合涂层,系统研究了氮气压强变化对AlTiSiN/AlCrSiN复合涂层结构和力学性能的影响.利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了涂层的形貌和相结构,用显微硬度计和摩擦磨损仪测量了涂层显微硬度和摩擦系数.结果表明:氮气压强对涂层微结构和性能具有较大影响,涂层是以NaCl型TiN和CrN相结构为主的多晶材料.由于多元素掺杂导致复合涂层的衍射峰与纯TiN和CrN衍射峰位相比发生一定的偏移.随着氮气压强的增大,涂层的衍射峰强度逐渐降低并宽化,说明随着氮气压强的增大晶粒尺寸减小.涂层表面的颗粒污染和沉积气压密切相关,随气压增加污染颗粒尺寸逐步减少,涂层表面粗糙度降低;当氮气压从2.0Pa增加到4.0Pa时涂层的硬度值由2437.9HK逐渐增大至3221.5HK;涂层摩擦学性能也和氮气压密切相关,当氮气压强低于3.0Pa时,平均摩擦系数约0.410;而在氮气压强高于3.0Pa后,平均摩擦系数逐渐降至0.258.     

TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展

文章综述了TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展,介绍了复合陶瓷的制备工艺、组织与性能,探讨了材料成分对组织和力学性能的影响,总结了复合陶瓷的增韧机制及在刀具上的应用情况,指出纳米复合陶瓷是进一步改善强韧性的主要发展方向,为氧化铝陶瓷的广泛应用丰富了科学内涵.     

纳米Cu2+/TiO2复合材料的抗菌性能研究

采用溶胶凝胶法制备了不同掺杂量的纳米Cu2 /TiO2复合材料,研究其无紫外光照射时的抗菌性能.结果表明,n(Cu):n(Ti)=1:50～1:10时,纳米Cu2 /TiO2复合材料无需紫外光照射均具有较强的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌产生透明抑菌圈,直径为6～26 mm.适量掺杂时以催化机理杀菌,过量掺杂时以溶出机理杀菌.     

纳米TiO2复合涂层的制备及其对LY12铝合金的防护性能影响

为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能,研究了以正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,加入一定量的-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),并引入纳米TiO2进行复合,以冰乙酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在铝合金基体表面形成复合涂层,并利用氟硅烷进行表面修饰。腐蚀电化学测试分析结果表明,纳米TiO2掺杂制备的复合涂层能够明显的提高铝合金基体的防护性能。并考察了纳米TiO2含量对涂层性能的影响,结果表明,在纳米TiO2质量分数为0.04%时制备的涂层性能最佳,相应的试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为5.965×10 9 A/cm2,而同等实验条件下铝合金基体腐蚀电流密度为7.216×10 5 A/cm2,涂层的存在使腐蚀速率降低了4个数量级,说明涂层对铝合金基体具有显著的防护效果,并且利用扫描电镜(SEM)和接触角测试来考察涂层的致密性和憎水性。     

纳米TiO2/水玻璃复合薄膜的制备及抗菌性能

采用水玻璃作粘合剂,氟硅酸钠作固化剂,在玻璃基底上低温制备了纳米TiO2光催化薄膜,并用UV-Vis,SEM,BJH等对薄膜的紫外光吸收性能以及表面形貌和结构特征进行了分析表征.同时,也对不同TiO2浓度的薄膜进行了杀菌实验,实验结果表明:尽管催化剂颗粒部分被包埋在粘贴剂中,此复合薄膜仍具有很高的光催化活性,在室内非直射阳光下(辐照度365 nm为0.42~0.49 mW/cm2),纳米TiO2催化剂的浓度为1%左右时,光催化薄膜对大肠杆菌的杀菌率最好,达到了98.5%.     

水热法制备Ag/TiO2纳米复合材料及其抗菌性能

采用水热晶化法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合抗菌材料.用XRD、SEM等手段表征Ag/TiO2复合材料的晶相和形貌.研究光源、Ag掺杂量、紫外光照时间、不同实验菌种等因素对Ag/TiO2纳米复合材料抗菌性能的影响.结果表明,通过不同水热温度制备出来的纳米Ag/TiO2复合材料中的TiO2都以锐钛矿晶型存在;在无光照的情况下,纳米Ag/TiO2复合材料有较强的抗菌性能,当n(Ti)∶n(Ag)=1∶0.2时,有最佳抗菌效果;长波紫外灯照射12 h后,由于Ag+被还原,复合材料总的抗菌性能有所下降.     

纳米SiO2粒子复合对聚脲涂层耐蚀性能的影响

采用紫外光暴露+冷凝的紫外加速老化试验,结合表面形貌观察测试了纳米SiO2粉体复合聚脲涂层的光老化性能,采用3·5%NaCl溶液浸泡试验测试了涂层的耐海水浸泡腐蚀性能,通过场发射扫描电子显微镜、自腐蚀电位和交流阻抗图谱等分析了不同涂层的耐蚀性能.结果表明:纳米SiO2粉体显著提高了芳香族聚脲涂层的耐蚀性能,自腐蚀电位由-40mV升高至60mV,电化学阻抗模值增加了约一个数量级,涂层进入迅速老化阶段的时间延长了约120h,在3·5%NaCl溶液中的浸泡寿命提高了约600h.     

Cu/ZrO2催化二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸性能研究

采用共沉淀法制备了Cu/ZrO2催化剂,考察了反应物料对二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸(IDA)反应中催化剂性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等手段考察了催化剂反应前后的结构特征及表面性能.结果表明:催化剂在循环使用过程中的结构改变是造成催化活性下降的主要因素.反应物料氢氧化钠促使亚稳态ZrO2载体向四方相转变,加剧了非晶态活性Cu(0)的晶化,进而影响活性组分Cu(0)与载体的相互作用,进一步加快了活性组分Cu(0)颗粒的长大,导致催化剂的活性下降.     

球磨时间对Cu/MgCu_2复合材料组织与性能的影响

采用机械合金化+热压烧结制备Cu/MgCu2复合材料.研究Mg-83.7Cu配比成分的Mg、Cu元素粉末经不同球磨时间后的物相和颗粒尺寸的变化,以及在650℃,1h热压工艺下所获得的Cu/MgCu2复合材料的组织与性能.结果表明:随着球磨时间的增加,Mg、Cu粉末的衍射峰不断宽化,粉末颗粒经历一个由粗到细的转变过程,且在前20h变化明显;且随着粉末球磨时间的增加,Cu/MgCu2复合材料的组织分布均匀,晶粒尺寸细化,致密度高,复合材料的维氏硬度、抗压强度、抗弯强度及断裂韧性也均增加,但球磨时间超过20h后增加缓慢.