NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ Ti:Zr LÊN CÁC ĐẶC TÍNH  CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH ƯA NƯỚC VÀ TÍNH TƯƠNG THÍCH SINH HỌC  CỦA MÀNG MỎNG TiZrN

Phạm Thị Mai Phương; Nguyễn Đăng Tuyên; Trần Bá Đức; Nguyễn Thi Thu Hiền; Phạm Văn Huấn; Phạm Anh Tuân; Phạm Hùng Vượng; Nguyễn Duy Cường

doi:10.34238/tnu-jst.8921

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ Ti:Zr LÊN CÁC ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH ƯA NƯỚC VÀ TÍNH TƯƠNG THÍCH SINH HỌC CỦA MÀNG MỎNG TiZrN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 06/10/23 Ngày hoàn thiện: 23/11/23 Ngày đăng: 24/11/23

Các tác giả

1. Phạm Thị Mai Phương, Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Đăng Tuyên, Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Trần Bá Đức, Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Nguyễn Thi Thu Hiền, Trường Đại học Điện lực
5. Phạm Văn Huấn, Trường Đại học Điện lực
6. Phạm Anh Tuân, Trường Đại học Điện lực
7. Phạm Hùng Vượng, Đại học Bách khoa Hà Nội
8. Nguyễn Duy Cường , Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỷ lệ Ti/Zr lên đặc tính cấu trúc, đặc tính ưa nước và tính tương thích tế bào của màng mỏng TiZrN được chế tạo bằng phương pháp phún xạ. Tất cả các màng TiZrN đều được lắng đọng ở nhiệt độ phòng dưới áp suất 5 mtorr sử dụng nguồn phún xạ một chiều. Sự thay đổi tỷ lệ Ti/Zr bằng cách thay đổi công suất phún xạ nguồn Zr đã làm thay đổi hình thái học bề mặt, độ kết tinh và đặc tính ưa nước của các màng TiZrN. Khi tăng công suất Zr, độ kết tinh và độ ráp bề mặt đã giảm rõ rệt. Góc dính ướt đã tăng từ 65° lên 81°, độ ráp bề mặt giảm từ 5,53 nm xuống 1,42 nm. Tất cả các màng đều cho thấy khả năng tương thích với tế bào BHK khá tốt. Sau 72 giờ nuôi cấy, các tế bào BHK đã phát triển và bám lên hầu hết các vị trí trên bề mặt của các màng TiZrN. Điều này cho thấy rằng, các màng TiZrN rất có tiềm năng cho ứng dụng trong cấy ghép y sinh.

Từ khóa

Màng mỏng TiZrN; Phún xạ; Tỷ lệ nguyên tử Ti/Zr; Đặc tính điện; Đặc tính cơ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] S. Chinsakolthanakorn, A. Buranawong, N. Witit-anun, S. Chaiyakun, and P. Limsuwan, "Characterization of Nanostructured TiZrN Thin Films Deposited by Reactive DC Magnetron Co-sputtering," Procedia Engineering, vol. 32, pp. 571-576, 2012.

[2] Y. W. Lin, J. H. Huang, and G. P. Yu, "Effect of nitrogen flow rate on properties of nanostructured TiZrN thin films produced by radio frequency magnetron sputtering," Thin Solid Films, vol. 518, pp. 7308-7311, 2010.

[3] H. M. Tung, P. H. Wu, G. P. Yu, and J. H. Huang, "Microstructures, mechanical properties and oxidation behavior of vacuum annealed TiZrN thin films," Vacuum, vol. 115, pp. 12-18, 2015.

[4] A. Ghailane, E. Y. Maadane, A. Barchid, S. Berchane, S. B. Eddine, H. Larhlimi, C. B. Fischer, J. Alami, and M. Makha, "Influence of Annealing Temperature on the Microstructure and Hardness of TiN Coatings Deposited by High-Power Impulse Magnetron Sputtering," Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 31, p. 5593–5601, 2022.

[5] K. W. Lee, Y. W. Chung, C.Y. Chan, I. Bello, S.T. Lee, A. Karimi, J. Patscheider, M. P. D. Ogletree, D. Yang, B. Boyce, and T. Buchheit, "An international round-robin experiment to evaluate the consistency of nanoindentation hardness measurements of thin films," Surface and Coatings Technology, vol. 168, pp. 57-61, 2003.

[6] Z. T. Wu, Z. B. Qi, D. F. Zhang, and Z. C. Wang, "Nanoindentation induced plastic deformation in nanocrystalline ZrN coating," Materials Letters, vol. 164, pp. 120-123, 2016

[7] V. V. Uglov, V. M. Anishchik, V. V. Khodasevich, Zh. L. Prikhodko, S. V. Zlotski, G. Abadias, and S.N. Dub, “Structural characterization and mechanical properties of Ti–Zr–N coatings, deposited by vacuum arc,” Surface and Coatings Technology, vol.180–181, pp.519–525, 2004.

[8] Y. W. Lin, J. H. Huang, and G. P. Yu, “Effect of nitrogen flow rate on properties of nanostructured TiZrN thin films produced by radio frequency magnetron sputtering,” Thin Solid Films, vol. 518, pp. 7308–7311, 2010.

[9] V. P. Tabakov, A. S. Vereschaka, and A. A. Vereschaka, "Multilayer composition coatings for cutting tools: formation and performance properties," Mechanics & Industry, vol. 18, 2017, Art. no. 706.

[10] S. Sizov, V. Tabakov, and A. Chikhranov, "Functional parameters of the cutting process of the cutting tool with multilayer coatings after pulsed laser treatment," MATEC Web of Conferences, vol. 224, no. 3, 2018, Art. no. 01087.

[11] Y. W. Lin, J. H. Huang, W. J. Cheng, and G. P. Yu, "Effect of Ti interlayer on mechanical properties of TiZrN coatings on D2 steel," Surface and Coatings Technology, vol. 350, pp. 745-754, 2018.

[12] M. Ghufran, G. M. Uddin, S. M. Arafat, M. Jawad, and A. Rehman, "Development and tribo-mechanical properties of functional ternary nitride coatings: Applications-based comprehensive review," Journal of Engineering Tribology, vol. 235, pp. 196-232, 2020.

[13] M. A. Ezazi, M. M. Quazi, E. Zalnezhad, and A. A. D. Sarhan, "Enhancing the tribo-mechanical properties of aerospace AL7075-T6 by magnetron-sputtered Ti/TiN, Cr/CrN & TiCr/TiCrN thin film ceramic coatings," Ceramics International, vol. 40, pp. 15603-15615, 2014.

[14] K. V. Chauhan and S. K. Rawal, "Friction and Wear Studies of Uncoated and TiZrN Coated Brass Substrates," Indian Journal of Science and Technology, vol. 9, pp. 1-5, 2016.

[15] A. Ma, D. Liu, X. Zhang, Y. Liu, W. Zhao, R. Wang, and G. He, "Improving fatigue performance of TiZrN/TiZr-coated Ti-6Al-4V alloy by inducing a stabile compressive residual stress field," Journal of Alloys and Compounds, vol. 925, 2022, Art. no. 166799.

[16] G. S. Kaliaraj, V. Vishwakarma, A. Ramadoss, D. Ramachandran, and A. M. Rabel, “Corrosion, haemocompatibility and bacterial adhesion behaviour of TiZrN-coated 316L SS for bioimplants,” Bulletin of Materials Science, vol. 38, pp.951–955, 2015.

[17] M. Satake, Periodic Table & Periodic Properties, Discovery Publishing House Pvt. Limited, 2010.

[18] Q. Du, P. Zhou, Y. Pan, X. Qu, L. Liu, H. Yu, and J. Hou, "Influence of hydrophobicity and roughness on the wetting and flow resistance of water droplets on solid surface: A many-body dissipative particle dynamics study," Chemical Engineering Science, vol. 249, 2022, Art. no. 117327.

[19]B. J. Ryan and K. M. Poduska, "Roughness effects on contact angle measurements," American Journal of Physics, vol. 76, pp. 1074-1077, 2008.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8921

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ