图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Oral Presentation高效激光表面改性制备超润湿氧化锆陶瓷及应用研究

编号：101 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-02 08:54:16 浏览：133次收藏取消收藏

2024-05-12 11:20

15min

[F] 论坛5：三束/热扩渗表面加工强化技术 [F-1] 论坛5上午

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摘要

氧化锆陶瓷由于其优异的力学性能和生物相容性被广泛用做生物植入体材料。为了进一步开发和提高氧化锆陶瓷的生物相容性及其在口腔医学中的应用，本工作设计了一种高效纳秒激光-硅油-热处理复合工艺，制备了具有可调水滴粘附力和优异抗菌抗腐蚀性能的超疏水氧化锆陶瓷表面。实验结果表明，激光微织构在氧化锆陶瓷表面诱导产生多级微纳结构，部分晶体结构由四方相转变为单斜相。硅油辅助热处理加速了含碳疏水官能团和硅原子在表面的沉积，显著降低了表面能，表面润湿性由亲水性转变为超疏水性。随着工艺参数的变化，表面化学元素和极性/非极性官能团的相对含量也发生了变化，这影响了表面润湿性的转变。同时，通过调控激光加工参数，可以精确调节水滴在氧化锆陶瓷表面的粘附力。抗菌抗腐蚀实验结果表明，由于表面微纳结构所捕获的空气层能有效阻断细菌粘附，表面抗菌率可提升80%以上。在空气层和减小的固液接触面积的共同作用下，离子腐蚀也得到减缓，表面耐蚀性得到显著提升。这一高效激光表面改性工艺有望为超疏水氧化锆陶瓷的制备及其生物医学应用提供新的思路。