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我校劉靜博士在材料科學領域國際頂級期刊上發表研究論文
【集運王】

 

近日,我校材料與建築工程學院劉靜博士等人在材料科學領域1區Top期刊Surface and Coatings Technology (IF=4.158)在線發表題目為“Corrosion and tribocorrosion behavior of titanium surfaces designed by electromagnetic induction nitriding for biomedical applications”的研究論文。該研究分析了氮化層的組成及微觀結構;其次在Hank's溶液中檢測了氮化層的磨損腐蝕性能,並探討氮化層的磨損腐蝕機制。



鈦合金作為生物醫用材料被廣泛運用於牙科和骨科領域,但其機械性能較差。當鈦合金作為種植材料在複雜的人體環境中時,其表層氧化膜會受到人體體液的腐蝕並溶解,且在植入體與牙齒,骨骼之間會產生磨損,導致氧化層和次表層發生塑性變形。在受到磨損和腐蝕的協同作用下植入鈦合金由於疲勞度的降低而被損壞,導致種植體過早失效,且磨損腐蝕過程中所產生的磨損碎片和腐蝕產物會導致細胞損傷以及引發炎症,對身體健康產生極大危害。



近年來,研究者針對鈦合金耐磨性較差等問題,提出了許多鈦合金表面改性的方法,大致可分為機械強化,化學熱處理,沉積技術等。劉靜等人採用了感應滲氮的表面處理方法,該方法具有具有耗時短,高效無污染,可處理盲孔、對零件形狀無選擇性等優點。實驗結果表明:經1h的感應滲氮處理後,TA1鈦合金能夠獲得約20μm的滲氮層,從而有效提高了TA1鈦合金的機械性能、耐蝕性及耐磨性。在磨損腐蝕過程中產生協同作用,由磨損引起的腐蝕失重占主導地位。最後使用L-929細胞對滲氮層的生物相容性進行了分析。

該研究得到國家自然科學基金(51574096),基礎研究(黔科合基礎[2020]1Z041, [2017]5607,[2017]1118)的聯合資助。

論文鏈接:

//doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.126844

【集運王】王玥

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