随着人类对自身健康的关注,生物医用材料的研究越来越受到重视。硬组织替代材料的表面处理是当今生物医用材料领域的热点问题,摩擦磨损是导致硬组织置换失败的重要因为。针对这一主题,本文所开展的工作和取得的创新性成果如下:　　 采用优化的室温磁控溅射技术成功制备出在一定载荷下具有好的摩擦磨损性能,且对模拟体液中的Ca、P元素具有很强黏附能力的TiB2-TiN／SiC双层薄膜(SiC为中间层)。在载荷200 g、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、室温Kokubo人体模拟体液条件下,TiB2-TiN薄膜的平均摩擦系数约为0.22,磨损速率在10-6 mm3／(m·N)级,且不出现薄膜的破裂及剥落现象。“亚微米尺度畴”的微结构特征保证了TiB2-TiN薄膜具备高的韧性(自身的承载能力),薄膜-薄膜-基体间明显的且呈梯度的元素扩散保证了薄膜-薄膜-基体问的很好的结合和良好的内在黏附。至于薄膜所具有的好的摩擦磨损性能,是因为该薄膜对模拟体液具有很强的黏附能力,导致模拟体液对摩擦副产生了很好的润滑作用。本研究为与自然人骨接触的人工硬组织器件,如人工关节基干、接骨板、紧固件等的表面改性提供了先进的薄膜材料及其实现途径。　　 采用室温磁控溅射技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备出质量高的TiB2-C／SiC双层薄膜(SiC为中间层),在以氮化硅(Si3N4)球(半径为2 mm)为对摩件、室温Kokubo人体模拟体液条件下,其摩擦系数约为0.14,磨损速率在10-6～10-5 mm3／(m·N)级。分析表明,TiB2-C薄膜具有的好摩擦磨损性能,主要是薄膜中掺入的C元素所致。薄膜中C元素一方面起到润滑作用,使得摩擦系统具有好的摩擦化学和低的摩擦系数；另一方面,薄膜中C以sp3 C-C和sp2 C-C形式存在(即DLC),使其本身韧性得到提高。　　 基体材料的微结构纳米化对其表面薄膜的组织结构与硬度、弹性模量、硬度与弹性模量的比值(硬模比)具有很大影响。本研究在超细／纳米晶TiNi合金基材上制得的碳基薄膜具有了处于自然人骨弹性模量(4～30 GPa)范围之内的弹性模量和类富勒烯材料的超高的硬度与弹性模量比值(0.159),在纳米晶体Ti基材上获得了弹性模量与自然人骨接近的TiB2-TiN／Mg薄膜。　　 本文的研究工作创新性较强,研究结果为硬组织置换材料的表面处理提供了科学依据。