【摘 要】
：
氢化非晶碳薄膜(Hydrogenated amorphous carbon films,a-C:H)由于具有优良的耐磨性、生物相容性和化学惰性等特性,被用于金属人工关节表面改性,以有效减少金属人工关节的磨损和腐蚀。然而,在长期服役时,a-C:H薄膜中较高的内应力会导致其在服役过程中发生薄膜剥落的现象,限制了a-C:H薄膜的应用。掺杂Cu元素可以降低氢化非晶碳薄膜中的内应力,提高薄膜的膜基结合力。此
论文部分内容阅读
氢化非晶碳薄膜(Hydrogenated amorphous carbon films,a-C:H)由于具有优良的耐磨性、生物相容性和化学惰性等特性,被用于金属人工关节表面改性,以有效减少金属人工关节的磨损和腐蚀。然而,在长期服役时,a-C:H薄膜中较高的内应力会导致其在服役过程中发生薄膜剥落的现象,限制了a-C:H薄膜的应用。掺杂Cu元素可以降低氢化非晶碳薄膜中的内应力,提高薄膜的膜基结合力。此外,研究发现,铜可以促进蛋白质在摩擦界面上的吸附,吸附在摩擦界面的蛋白质分子可以充当润滑剂,提高界面润滑。同时吸附在摩擦界面的蛋白质分子可以形成的蛋白质吸附膜,从而保护对磨副表面并降低界面磨损。在长时间的服役过程中,蛋白质分子在剪切力的作用下被降解并转变为石墨相转移膜,形成的石墨相转移层可以提高界面润滑,进一步降低界面磨损,从而阻止金属离子释放、避免金属磨屑的产生。作为过渡金属,铜可以加速蛋白质的降解并促进碳的石墨化,从而对界面处石墨相转移层的形成具有积极作用。这些研究表明,研究具有优异耐磨性、耐腐蚀性、和基体结合牢固的铜掺杂氢化非晶碳薄膜(Copper containing hydrogenated amorphous carbon films,a-C:H:Cu)应用于人工关节表面改性,可以有效降低人工关节磨损,提高人工关节寿命。本文采用高功率脉冲等离子体增强化学气相沉积(High-power pulsed plasma-enhanced chemical vapor deposition,HPP-PECVD)技术,在硅片Si(100)以及Co Cr Mo合金上沉积了a-C:H薄膜和铜含量分别为1.44 at.%、4.47 at.%和6.31 at.%的a-C:H:Cu薄膜。利用拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)以及透射电子显微镜(TEM)等研究了铜在薄膜中的存在形式及铜掺杂对薄膜成分、结构和化学键的影响;利用台阶仪、显微硬度计探究了铜掺杂对薄膜膜厚、应力的影响;利用水接触角测量仪、四探针电阻测试仪研究了不同的铜掺杂量对a-C:H:Cu薄膜表面能、电阻率的影响;利用销盘式摩擦磨损试验机(CSEM)研究了不同铜含量的a-C:H:Cu薄膜在空气、去离子水、磷酸盐缓冲液(PBS)以及白蛋白溶液(BSA)环境下的摩擦磨损行为。研究结果表明,当铜掺杂氢化非晶碳薄膜(a-C:H:Cu)中铜含量从1.44 at.%逐步增加到6.31 at.%,a-C:H:Cu薄膜中的sp~2键逐步增加;当薄膜中的铜含量不多于1.44 at.%时,掺杂的铜以非晶态弥散分布在非晶的薄膜中;当铜含量增加至6.31 at.%时,掺杂的铜以纳米晶的形式镶嵌在无定型碳基体中,形成铜纳米晶/非晶复合结构。氢化非晶碳薄膜(a-C:H)中掺杂铜,可以提高薄膜的疏水性、降低薄膜的表面能,但随着铜掺杂氢化非晶碳薄膜(a-C:H:Cu)中铜含量从1.44 at.%依次上升到6.31 at.%,a-C:H:Cu薄膜的疏水性下降,表面能变化趋势则相对不明显;与未掺杂的a-C:H薄膜相比,铜含量为1.44 at.%的a-C:H:Cu薄膜的应力、硬度、弹性恢复能力、韧性增加。对于a-C:H:Cu薄膜,随着薄膜中铜含量上升(1.44 at.%→4.47 at.%→6.31 at.%),薄膜的应力、硬度、弹性恢复能力、韧性下降;薄膜沉积在Co Cr Mo合金基体上,a-C:H:Cu薄膜(铜含量为1.44 at.%、4.47 at.%和6.31 at.%)比a-C:H薄膜具有较好的结合力。在空气中磨损时,由于磨屑的石墨化,铜含量为6.31 at.%的a-C:H:Cu薄膜的摩擦性能优于a-C:H薄膜;当薄膜在去离子水中磨损时,向a-C:H薄膜中掺杂铜,降低了a-C:H薄膜在去离子水中的摩擦性能;当薄膜在PBS及BSA溶液中磨损时,向a-C:H薄膜中掺杂铜,能有效地改善a-C:H薄膜在PBS及BSA中的摩擦性能。对于a-C:H:Cu薄膜,a-C:H:Cu薄膜在BSA中的耐磨性随铜含量的增加而降低(1.44 at.%→4.47at.%→6.31 at.%)。
其他文献
变韵是汉语方言中通过韵母变化来表示区别意义的现象,包括Z变韵和D变韵。近年来,河南地区的变韵研究集中于豫北地区。文章以河南全省方志为研究材料,从变韵分布、语音类型和语法意义等方面,对河南整个地区的变韵现象进行描写和解释。论文运用文献研究法和统计法,利用方志中的语音材料,建立了“河南省方志方言资料数据库”,采纳河南方言郑开片、南鲁片、洛嵩片、漯项片、商阜片、信蚌片和晋语片等七个片区的分法,描写了这七
吳芝瑛(1868-1934),出身於桐城吳氏,晚清民初的進步女性之一,是一位教育家、社會活動家、書法家、文學家。吳芝瑛及其詩歌作品在當時就具有一定的社會影響力,同時這些作品也是中國女性文學的重要組成部分。吳芝瑛的一生主要有這幾件具有影響力的大事:發動女子國民捐、捐產辦學、義葬秋瑾、發表討袁文書、抄寫經書。吳芝瑛一生結交甚廣,但對其產生深刻影響的主要還是文人、政要和進步女性。在民權思想上,吳芝瑛追求
《新箋決科古今源流至論》,又名《古今源流至論》《源流至論》《古今源流》,是一部成書於南宋晚期的科舉類書。全書分為前集、後集、續集、別集四部分,每集各十卷,其中前、後、續集由林駉所作,別集為黃履翁所作。《古今源流至論》自成書之後,刊行極廣,現存版本以元代圓沙書院刻本爲最早,後來各本均出於此,此後為梅隱書堂本、劉克常刻本、建陽書林詹氏刻本、宗文堂刻本、白坪刻本、《四庫全書》本等,其中圓沙書院本和白坪本
随着大众传媒的全方位渗透和视觉传播技术的革新,纷繁无尽的图像符号占据现代社会,有力而广泛地影响着人类的日常生活方式、道德准则、审美观念……图像化时代来势汹汹、昭然若揭。在众多的视觉化媒介中,新闻摄影被喻为开启图像化时代的导火索,其影响力、真实性、冲击性具有与生俱来的优势。2016年,英国摄影基金会联合顶尖名校斯特林大学发布《新闻摄影现状报告》,该报告指出:“新闻摄影领域存在以男性为主导的鲜明特征,
《詩律武庫》成書於南宋末,是一部提供典故及詩例以供詩歌寫作使用的類書。《詩律武庫》的作者舊題為呂祖謙,但歷代對其皆有爭議,通過分析書中內容,可知此書大量抄錄了來自《分門集注杜工部詩》的注文,《分門集注杜工部詩》刊刻於1195—1224年,此時呂祖謙已謝世,故《詩律武庫》並非呂祖謙編纂。《詩律武庫》的版本包括二十卷宋刻本、三十卷宋刻本、明鈔本、清影宋鈔本、清鄭尚忠桃源山莊刻本、金華叢書本等。通過對各
作为1980年代国内先锋文学的代表作家之一,格非以其冷静低调的笔触构建了一个颇具知识分子气质的精神世界,从早期形式实验特征明显的中短篇小说到新世纪以来有意向中国抒情文学传统倾斜的长篇小说,格非始终在探寻兼具先锋形式与传统意蕴的当代文学整体气质。迄今三十余年的创作历程中,1995年出版的长篇小说《欲望的旗帜》被学界普遍认为是格非跳出先锋文学写作圈子的一个重要标志,以此为节点,格非的文学创作大致可分为
颜歌作为一名“80后”的实力派作家,其创作却远跳出了其侪辈的窠臼。由于其知识分子家庭环境的影响,颜歌早期一直将主流严肃作家作为自我的目标,其在创作上具有一种强烈的自觉性和自主性,并始终秉持着强烈的文体意识和叙事上的先锋性。而在“平乐镇”系列小说中,这种先锋性体现为一种奇特的叙事策略,使得这些小镇系列小说创作充满了独特的叙事张力和丰富的可阐释性。作为特定的小说空间,颜歌笔下的小镇也为我们透视上世纪八
活跃人数最多的端游、亚运会表演项目、电子竞技的代表游戏、收视率最高的游戏职业比赛……这些都是竞技类端游《英雄联盟》的代名词。随着电子竞技产业的高速发展和大众影响力的提升,《英雄联盟》从2009年上线到现在,已有10年之久。近年来在移动端游戏市场的影响下,它仍然能拥有庞大的用户群体和保持较高的游戏热度,显然已经成为前所未有的现象级端游。本文在“使用与满足”理论和成就动机理论的指导下,以《英雄联盟》玩
欧洲20世纪前半叶是一个科学、哲学、精神与文化全面危机的时代,其根源在于一种教条化的理性主义。它直接导致了两次世界大战惨剧,使得欧洲掀起了一场猛烈的反理性主义、反科学主义的现代性批判热潮,并形成了20世纪重要的社会批判理论——反理性主义。尼采对这场危机的极富预见性的判断,确立了他反理性主义开山的地位。与此同时,尼采发现了陀思妥耶夫斯基,并承认陀思妥耶夫斯基对他产生了影响。经考证,尼采与陀思妥耶夫斯
经过近20年的发展,目前我国竞技真人秀已进入高速扩张时期。《2019腾讯娱乐白皮书》显示,在2019年国产综艺网络热度前十位中,有5部是竞技真人秀。近年来,国内竞技真人秀出现了题材由大众化向小众化、专业化转型的趋势,其中典型的有《中国有嘻哈》和《这!就是街舞》等。这些小众文化类竞技真人秀推出后,引起了较为广泛的关注,维持着较高的热度。那么,小众文化类竞技真人秀与传统的竞技真人秀相比,在哪些方面继承