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目的
通过在正畸不锈钢弓丝表面制备合金薄膜,探究不同种类合金镀膜对弓丝表面摩擦性能的影响。
方法将正畸不锈钢弓丝原料制成直径20 mm厚度1 mm的薄圆片,采用离子束辅助沉积法在其表面制备氮化碳薄膜、氮化钛薄膜,采用化学旋转涂覆法制备二氧化钛薄膜。使用多功能摩擦磨损试验机进行表面摩擦系数测定。使用三维白光干涉表面形貌仪进行表面粗糙度测定。将各组材料在不同氟浓度的人工唾液中浸泡3天,分别测定摩擦系数和表面粗糙度。将所得数据进行统计学分析和t检验。
结果不锈钢材料基底的摩擦系数为0.431±0.109,表面粗糙度(Surface roughness,Sa)为(0.175±0.008) μm;表面制备氮化碳(Carbon nitride, CN)膜后的摩擦系数显著降低,表面粗糙度没有明显变化;表面制备氮化钛(Titanium nitride,TiN)膜后的摩擦系数略有升高,表面粗糙度没有明显变化。与不锈钢基底相比,摩擦系数的差异均具有统计学意义(P<0.001)。在不同浓度含氟人工唾液中浸泡后,TiN镀膜材料的表面摩擦系数增大;在无氟人工唾液中浸泡3天后,三种材料的表面粗糙度均无明显变化。二氧化钛(Titanium dioxide,TiO2)薄膜与基底结合强度较差,表面结构疏松,未测试出摩擦系数。
结论CN膜能够有效降低不锈钢弓丝的摩擦系数。其摩擦系数在含氟唾液中浸泡一段时间后仍能保持稳定,是一种用于改进不锈钢弓丝表面性能潜力较大的薄膜材料。