Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật vật liệu: Nghiên cứu chế tạo và tính chất lớp phủ cacbon giống kim cương DLC trên nền thép không gỉ 316l định hướng ứng dụng trong y sinh

Nghiên cứu công nghệ và chế tạo lớp phủ DLC trên nền thép AISI 316L có cấu trúc và tính chất phù hợp, định hướng ứng dụng trong y sinh. Mẫu DLC-316L có các tính chất: độ cứng trên 10 GPa, chiều dày 1 ÷ 2 µm, độ nhám Rz < 10 nm, chống ăn mòn tốt trong dung dịch HCl 6% và thể hiện tính tương thích sinh học khi ngâm trong dung dịch mô phỏng dịch thể người.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật vật liệu: Nghiên cứu chế tạo và tính chất lớp phủ cacbon giống kim cương DLC trên nền thép không gỉ 316l định hướng ứng dụng trong y sinh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đỗ Ngọc TúNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT LỚP PHỦ CACBONGIỐNG KIM CƯƠNG DLC TRÊN NỀN THÉP KHÔNG GỈ 316L ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội - 2023 Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Đinh Văn Hải 2. GS.TS. Nguyễn Trọng Giảng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩcấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi giờ , ngày tháng năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN1. Đỗ Ngọc Tú, Đỗ Thành Dũng, Đinh Văn Hải, Nguyễn Trọng Giảng (2019), ‘‘Ảnh hưởng của công suất phún xạ đến sự hình thành màng cacbon giống kim cương phủ trên nền AISI 316L bằng phương pháp phún xạ magnetron’’, Tạp chí Khoa học Công nghệ Kim loại, Số 85, trang 38-44.2. . Ngoc-Tu Do, Van-Hai Dinh, Le Van Lich, Hong-Hue Dang-Thi and Trong-Giang Nguyen (2021),‘‘Effects of Substrate Bias Voltage on Structure of Diamond-Like Carbon Films on AISI 316L Stainless Steel: A Molecular Dynamics Simulation Study’’, Materials, Vol.14 (17), pp. 4925.3. Đỗ Ngọc Tú, Đinh Văn Hải, Nguyễn Trọng Giảng, Phạm Văn Liệu (2022), ‘‘Nghiên cứu sự ảnh hưởng của áp suất phún xạ tới độ cứng và hình thái bề mặt của lớp phủ cacbon giản kim cương trên nền thép AISI 316L’’, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 5, trang 15-19. MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Trong số những vật liệu cấy ghép thì thép không gỉ AISI 316L làloại được sử dụng phổ biến nhất vì có cơ tính tốt và khả năng chốngăn mòn cao. Tuy nhiên, dưới tác động chà xát bề mặt trong môi trườngcơ thể người, chúng rất dễ bị mài mòn, tạo mảnh vụn, gây nguy cơhuyết khối. Bên cạnh đó việc giải phóng các ion kim loại như Cr hayNi có thể gây viêm cục bộ hay ung thư. Vì vậy, việc áp dụng các côngnghệ biến đổi bề mặt, đặc biệt là lớp phủ, có tiềm năng đáng kể vàđang được các nhà kỹ thuật quan tâm. Lớp phủ cacbon giả kim cương (DLC) được biết đến với nhiều đặctính vượt trội như: hệ số ma sát thấp, độ bóng cao, độ cứng lớn, trơhóa học và đặc biệt là có tính tương thích sinh học tốt. Tuy nhiên,nghiên cứu chế tạo lớp màng DLC phủ lên thép 316L định hướng ứngdụng làm chi tiết cấy ghép vẫn còn đang tiếp tục được khảo sát. Trướcthực tế đó, luận án thực hiện với tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu chế tạo vàtính chất lớp phủ giả kim cương DLC trên nền thép không gỉ 316l địnhhướng ứng dụng trong y sinh’’ nhằm mục đích lựa chọn được điềukiện thích hợp để chế tạo màng DLC có khả năng tương thích sinh họctốt đồng thời nâng cao tính chất cơ lý cho vật liệu nền. Các kết quảgóp phần vào quá trình nghiên cứu đặc tính cũng như tiềm năng ứngdụng của vật liệu phủ DLC trong lĩnh vực cấy ghép xương2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu công nghệ và chế tạo lớp phủ DLC trên nền thép AISI316L có cấu trúc và tính chất phù hợp, định hướng ứng dụng trong ysinh. Mẫu DLC-316L có các tính chất: độ cứng trên 10 GPa, chiều dày1 ÷ 2 µm, độ nhám Rz < 10 nm, chống ăn mòn tốt trong dung dịch HCl6% và thể hiện tính tương thích sinh học khi ngâm trong dung dịch môphỏng dịch thể người.3. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa tính toán lý thuyết, môphỏng và thực nghiệm chế tạo màng DLC bằng kỹ thuật phún xạ.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Về khoa học: Đã thiết lập và giải bài toán mô phỏng quá trình tạo màng DLC trênnền thép không gỉ đa nguyên tố (thép AISI 316L) theo nguyên lýphương pháp phún xạ. 1 Đã đánh giá được các thông số ảnh hưởng chính gồm điện áp phâncực anot, áp suất phún xạ, công suất nguồn đến sự hình thành cấu trúcliên kết cacbon-cacbon dạng sp3. Đã chế tạo được lớp màng DLC phủ trên đế AISI 316L có độ cứng,độ nhám, khả khả năng chống ăn mòn hóa học và tương thích sinh họccó thể đáp ứng yêu cầu đối với vật liệu y sinh. - Về thực tiễn: Các kết quả và phương pháp trong luận án có thể sử dụng làm tàiliệu tham khảo cho các nghiên cứu khác thuộc lĩnh vực liên quan.5. Những đóng góp mới của luận án - Đã xây dựng được mô hình mô phỏng và các thông số hàm thếthích hợp cho bài toán tạo màng DLC bằng phương pháp phún xạ, cótính đến yếu tố đa nguyên tố của nền thép không gỉ AISI 316L. Kế ...