BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Đỗ Ngọc Tú
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
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 sĩ
cấp 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 ÁN
1. 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.
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Trong số những vật liệu cấy ghép thì thép không gỉ AISI 316L là
loại được sử dụng phổ biến nhất vì có cơ tính tốt và khả năng chống
ăn mòn cao. Tuy nhiên, dưới tác động chà xát bề mặt trong môi trường
cơ thể người, chúng rất dễ bị mài mòn, tạo mảnh vụn, gây nguy cơ
huyết khối. Bên cạnh đó việc giải phóng các ion kim loại như Cr hay
Ni có thể gây viêm cục bộ hay ung thư. Vì vậy, việc áp dụng các công
nghệ biến đổi bề mặt, đặc biệt là lớp phủ, có tiềm năng đáng kể và
đang được các nhà kỹ thuật quan tâm.
Lớp phủ cacbon giả kim cương (DLC) được biết đến với nhiều đặc
tính vượt trội như: hệ số ma sát thấp, độ bóng cao, độ cứng lớn, trơ
hóa 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 ứng
dụng làm chi tiết cấy ghép vẫn còn đang tiếp tục được khảo sát. Trước
thực tế đó, luận án thực hiện với tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu chế tạo và
tính chất lớp phủ giả kim cương DLC trên nền thép không gỉ 316l định
hướng ứng dụng trong y sinh’’ nhằm mục đích lựa chọn được điều
kiện thích hợp để chế tạo màng DLC có khả năng tương thích sinh học
tốt đồng thời nâng cao tính chất cơ lý cho vật liệu nền. Các kết quả
góp phần vào quá trình nghiên cứu đặc tính cũng như tiềm năng ứng
dụng của vật liệu phủ DLC trong lĩnh vực cấy ghép xương
2. Mục tiêu nghiên cứu
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.
3. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa tính toán lý thuyết, mô
phỏng 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 trên
nền thép không gỉ đa nguyên tố (thép AISI 316L) theo nguyên lý
phương pháp phún xạ.