基于金納米顆粒的激光鈦合金表面處理研究

石　琳，佟艷群，葉云霞

(江蘇大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

鈦合金作為醫(yī)用種植體常用的金屬，具有低彈性模量、高生物相容性和等特性。鈦合金表面形貌對(duì)種植體的成活率起到?jīng)Q定性作用[1]。目前研究人員主要通過機(jī)械拋光[2]，電化學(xué)拋光[3]，噴丸[4]，酸蝕[5]，等離子體噴涂[6]等處理方法得到粗糙度不同的表面形貌，進(jìn)而研究細(xì)胞在鈦合金表面的粘附，親水性等特性。最近有使用激光作為工具對(duì)鈦合金表面進(jìn)行處理，例如激光氣體氮化[7-8]，激光表面熔覆[9-10]等手段對(duì)鈦合金表面進(jìn)行處理，得微納米多級(jí)結(jié)構(gòu)。上述處理方式形成的形貌雖然多種多樣，但缺乏統(tǒng)一的定量分析，后續(xù)的研究影響因素較多，無法得到有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，且沒有出現(xiàn)納米級(jí)的均勻微結(jié)構(gòu)。因此，有必要在鈦合金表面探索制造出尺寸統(tǒng)一的納米結(jié)構(gòu)，為鈦合金在種植體領(lǐng)域的更深入的研究和應(yīng)用作鋪墊。

而金屬納米顆粒能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光學(xué)近場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，這種特性對(duì)研究學(xué)者來說具有一定的吸引力[11-12]。與使用納米尖端的增強(qiáng)方式不同，需要精確的定位，以使從尖端到基底的距離精確，使用金屬顆粒的處理方式只需要在基底表面沉積納米顆粒。納米顆粒附近增強(qiáng)近場(chǎng)的分布，是由等離子體極化激元決定的[13]。因此，研究鈦合金表面的金納米顆粒對(duì)光場(chǎng)的調(diào)制行為，有助于提供一種新型表面處理方法，能夠使得鈦合金表面處理技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。……