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作为生物医学材料，钛(Ti)已得到较广泛的应用，但其硬度较低，易划伤，耐蚀性也较差。氮化钛(TiN)涂层因具有高硬度、高耐磨性、高耐蚀性并且能抑制植入物有害金属离子的释放而被应用在医学植入物领域。但TiN涂层与人体的骨整合能力不足以实现生物固定，其生物相容性有待提升。通过水热处理对TiN涂层进行表面氧化可以有效增强其骨整合能力，但除此之外，作为植入物材料，其他的性能同样需要深入评估。
鉴于此，本文采用了多弧离子镀膜技术在纯钛基体表面制备了TiN涂层，并使用水热氧化方法对TiN涂层进行氧化，研究了水热氧化对TiN陶瓷层性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、共聚焦激光扫描显微镜、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪、极化曲线、电化学交流阻抗测试(EIS)、摩擦磨损实验等对不同水热处理温度的TiN涂层的物理化学性能、耐蚀性、力学性能和摩擦磨损性能进行表征。主要研究结果及结论如下：
在纯钛基体表面使用多弧离子镀膜技术制备TiN涂层可以显著改善基体的硬度、弹性模量，制备的TiN涂层质地均匀，厚度约2.43μm。
水热氧化温度超过150℃时，TiN表面就会形成锐钛矿型二氧化钛(TiO2)纳米颗粒，温度达到200℃时会形成致密的氧化层。氧化膜可以改善TiN涂层的润湿性，水热氧化后涂层的粗糙度也会增加，从而提高了TiN涂层的生物相容性。
水热氧化处理后TiN涂层的耐蚀性得到了改善，水热温度越高，耐蚀性越好。即使是在存在氟离子(F-)的情况下，TiN的耐蚀性也得到了极大的提高。浸泡结果表明，在含F-的溶液中浸泡5周后，经过水热处理的TiN涂层上的TiO2层完好无损，并为底层的TiN提供了良好的保护。
虽然水热氧化会使TiN涂层的硬度略有下降，但仍可以给基材提供足够的保护，并且水热氧化可以减小TiN涂层的摩擦系数，有减磨的作用。结果表明，在200-250℃进行水热处理可以全面改善TiN作为生物医学涂层材料的综合性能。
鉴于此，本文采用了多弧离子镀膜技术在纯钛基体表面制备了TiN涂层，并使用水热氧化方法对TiN涂层进行氧化，研究了水热氧化对TiN陶瓷层性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、共聚焦激光扫描显微镜、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪、极化曲线、电化学交流阻抗测试(EIS)、摩擦磨损实验等对不同水热处理温度的TiN涂层的物理化学性能、耐蚀性、力学性能和摩擦磨损性能进行表征。主要研究结果及结论如下：
在纯钛基体表面使用多弧离子镀膜技术制备TiN涂层可以显著改善基体的硬度、弹性模量，制备的TiN涂层质地均匀，厚度约2.43μm。
水热氧化温度超过150℃时，TiN表面就会形成锐钛矿型二氧化钛(TiO2)纳米颗粒，温度达到200℃时会形成致密的氧化层。氧化膜可以改善TiN涂层的润湿性，水热氧化后涂层的粗糙度也会增加，从而提高了TiN涂层的生物相容性。
水热氧化处理后TiN涂层的耐蚀性得到了改善，水热温度越高，耐蚀性越好。即使是在存在氟离子(F-)的情况下，TiN的耐蚀性也得到了极大的提高。浸泡结果表明，在含F-的溶液中浸泡5周后，经过水热处理的TiN涂层上的TiO2层完好无损，并为底层的TiN提供了良好的保护。
虽然水热氧化会使TiN涂层的硬度略有下降，但仍可以给基材提供足够的保护，并且水热氧化可以减小TiN涂层的摩擦系数，有减磨的作用。结果表明，在200-250℃进行水热处理可以全面改善TiN作为生物医学涂层材料的综合性能。