N2分压对抗菌TiN/Cu纳米复合涂层的综合性能影响

人体组织对植入物磨损碎片和腐蚀产物产生的异物反应以及细菌感染是导致植入物失败的主要因素。为了解决这些问题，本文采用电弧离子镀系统通过不同N₂分压的工艺参数设置，在304不锈钢上制备获得一系列抗菌TiN/Cu纳米复合涂层沉积，分别命名为TiN/Cu-x（x = 0.5，1.0，1.5 Pa）。X射线衍射分析、能量色散X射线光谱和扫描电镜分析结果表明，N₂分压决定了TiN/Cu纳米复合涂层的Cu含量、表面缺陷和微晶尺寸，进一步影响了其综合能力。TiN/Cu涂层的硬度和耐磨性随着微晶尺寸的增加而增强。在表面缺陷、微晶尺寸和铜含量的协同作用下，TiN/Cu-1.0和TiN/Cu-1.5涂层具有优异的耐腐蚀性。此外，生物试验证明，所有TiN/Cu涂层均无细胞毒性，抗菌能力强。其中，TiN/Cu-1.5涂层显著促进了细胞增殖，有望成为一种新型抗菌、耐腐蚀、耐磨的医疗植入物表面涂层。