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尽管医用316L不锈钢有很好的力学性能,但在长期的临床应用中仍存在易发生点蚀、耐磨性和生物相容性差等问题。本文以AISI316L不锈钢为基体,采用射频磁控溅射技术制备HfN涂层和Ta-HfN涂层以提高316L不锈钢基体的耐腐蚀性能、力学性能和血液相容性,重点研究了基体负偏压和Ta含量的变化对HfN和Ta-HfN涂层的微观结构及性能的影响。采用XRD、XPS、AFM、SEM、纳米压痕实验、划痕实验、摩擦实验、电化学实验和血小板粘附实验对涂层的微观结构、成分、形貌、力学性能、耐腐蚀性能和血液相容性进行表征。研究发现,不同基体偏压下制备的HfN涂层均为FCC结构的HfN相,偏压高于-150V时涂层具有(111)择优取向。XPS结果表明,HfN涂层中化学键主要为Hf-N键。HfN涂层的晶粒尺寸随偏压增大呈现先增大后减小,而表面粗糙度先减小后增大。基体偏压为-150V时涂层的硬度和膜基结合力最高,高的硬度和结合力使涂层在-150V下的摩擦系数最小;同时,偏压为-150V时制备的HfN涂层与316L不锈钢基体结合好、表面粗糙度低、致密的特点使得HfN涂层表现出最佳的耐腐蚀性能。与316L不锈钢基体比,HfN涂层能明显地改善其血液相容性,偏压对涂层的血液相容性有着明显的影响,-150V基体偏压下制备的HfN涂层由于具有更低的γ_s~d/γ_s~p和表面粗糙度而使其血液相容性最好。Ta含量不同的Ta-HfN涂层的结构及性能研究表明:不同Ta含量的Ta-HfN涂层形成的是置换固溶体,结构为FCC结构。随着Ta含量的增加,Ta-HfN涂层的晶粒尺寸先减小后增大。XPS分析表明,Ta-HfN涂层中化学键为Hf-N键和Ta-N键。与HfN涂层比,Ta-HfN涂层的力学性能明显得到改善,Ta含量不同对其力学性能有着明显的影响,Ta含量为12.67At.%时制备的Ta-HfN涂层具有最优的综合力学性能。Ta-HfN涂层的耐腐蚀性能优于316L不锈钢基体,而与HfN涂层比无明显的改善。综上所述,HfN涂层和Ta-HfN涂层均可用于316L不锈钢的表面改性,可解决316L不锈钢的耐蚀性和血液相容性差的问题,可进一步推进其在医学领域中的应用。