カルシウムイオン注入チタン表面改質層の構造解析

钙离子注入钛表面改性层的结构分析

• 批准号: 06771791
• 负责人: 塙 隆夫
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06771791/
• 关键词: チタン; カルシウムイオン注入; 表面改質層; 表面分析; 生体適合性

鏡面に研磨したチタン板(99.6%)に、カルシウムイオン(Ca^<2+>)を18keVのエネルギーで10^<16>ions/cm^2、10^<17>ions/cm^2、10^<18>ions/cm^2の3種類の量を注入した。これらのCa^<2+>注入チタンの表面を、アセトンおよびエタノールで洗浄後、オージェ電子分光(AES)、X線光電子分光(XPS)、透過型電子顕微鏡による電子線回折によって分析した。AESおよびXPSの結果から、注入前に約4nmの厚さのTiO_2であった表面酸化物は、注入後に、10^<16>ions/cm^2で約8nm、10^<17>ions/cmで約10nm^2、10^<18>ions/cm^2で約12nmに成長していることが明らかになった。これは、イオン注入による衝撃による熱発生のための酸化の進行、あるいはカルシウムの酸化の自由エネルギーがチタンよりも低いための注入後のカルシウムの酸化のいずれかによると考えられる。また、注入されたCa^<2+>イオンは、表面酸化物中に存在し、下地のチタンには注入されていなかった。注入後の表面酸化物(表面改質層)は、10^<16>ions/cm^2と10^<17>ions/cmでは、最表層にチタン酸カルシウムが、その下に酸化チタンが存在していた。10^<18>ions/cm^2では、最表面に酸化カルシウム、その下にチタン酸カルシウム、さらに下層に酸化チタンが存在していた。これらの層の境界および表面改質層と下地チタンとの境界は明瞭ではなく、組成は深さ方向に滑らかに移行していた。これらの結果は、電子線回折によっても支持された。

Three kinds of impurities (Ca^&lt;2+&gt;) of 18keV were injected into the polished plate (99.6%)<16><17><18>. The surface of Ca^&lt;2+&gt;-injected particles was analyzed by electron beam reflection with electron spectroscopy (AES), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and transmission electron microscopy. AES and XPS results show that TiO_2 with a thickness of about 4nm before implantation grows at about <16>8nm, 10 ions/cm_2 at <17>about 10 nm, and 10 ions<18>/cm_2 at about 12nm after implantation. The heat generation and acidification process of the injection system are discussed in detail below. Ca^&lt;2+&gt; 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + After injection, the surface acid (surface modification layer) is 10 <16>^ions/cm2 and 10 <17>^ ions/cm, and the acid in the outermost layer is still present. 10^<18>ions/cm^2, the acid layer on the surface, the acid layer on the lower layer, and the acid layer on the lower layer. The boundary of the layer is different from the surface modification layer. The boundary of the layer is different from the surface modification layer. The result is that the electronic wire is folded back and the support is provided.