磁控濺射硅氮類保護膜摩擦性能的分析與表征

石志鋒，寧成云，王迎軍,*

（1.華南理工大學分析測試中心，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學國家人體組織功能重建工程技術研究中心，廣東 廣州 510640）

磁控濺射硅氮類保護膜摩擦性能的分析與表征

石志鋒1,2，寧成云2，王迎軍2,*

（1.華南理工大學分析測試中心，廣東 廣州 510640；2.華南理工大學國家人體組織功能重建工程技術研究中心，廣東 廣州 510640）

采用四靶直流非平衡磁控濺射技術在Co-28Cr-6Mo合金表面沉積了硅氮(SiN)薄膜。借助接觸角儀、納米壓痕儀以及摩擦磨損試驗機考察了基體偏壓對硅氮薄膜表面自由能的影響，并評價了它們的機械性能和摩擦學行為。硅氮薄膜是一類具有兩性分子特性的功能材料，表現出良好的濕環境摩擦學性能，是極具潛力的水介質潤滑生物機械薄膜。隨著基體負偏壓增加，薄膜在胎牛血清稀釋液中的摩擦因數急劇下降。

鈷鉻鉬合金；硅氮薄膜；磁控濺射；表面自由能；摩擦學行為

人工關節置換可以達到以下目的：緩解疼痛，穩定關節，矯正畸形，改善關節功能，使原來僵硬、活動受限的關節恢復正常功能[1-3]。在人工關節的使用上，股骨頭的磨損及其產生的磨屑引發的無菌松動是關節失效的主要原因[4-6]。關節失效后患者二次手術的代價不是僅僅可以用金錢來衡量的。在現有的技術和醫療水平下，金屬關節股骨頭的使用還將持續一段相當長的時間，因此通過物理或化學的手段對金屬股骨頭進行各種改性，提高其表面硬度和耐磨損性能是解決人工關節無菌松動與遠期失效的一種有效手段[7-8]。……