真空电弧离子镀膜方法沉积类金刚石膜在PMMA树脂义齿表面的应

采用电弧离子镀膜方法，以高纯石墨为碳离子源在PMMA树脂义齿表面沉积类金刚石膜。应用xps谱和Raman谱对膜层的结构进行了理论分析，对镀膜样品进行了抗磨性能实验、病理实验和临床实验。结果表明：为了提高样品的膜基结合强度，必须在DLC膜与基材之间增镀一层钛氧化物作为过渡层，必须严格控制工作电压、工作室的真空度和气氛配比。
关键词：真空电弧沉积；DCJ膜；PMMA树脂义齿

在口腔材料研究中, 通常采用的牙科材料主要是陶瓷和树脂。陶瓷虽然硬度高、抗磨性好，但由于脆性大、局部应力分散性差，难于加工，只能制作假牙。制作活动义齿的材料不仅要求抗磨性能好,还需要具有良好的塑性和抗腐蚀性。目前大量采用的是甲基丙稀酸甲酯（PMMA）基托树脂。这种材料加工性能好，但由于其抗磨性能较差且容易受腐蚀，一直是材料工作者寻求解决的难题。
类金刚石膜（Diamond Like Carbon ,DLC）因许多特殊性能，得到了广泛的应用。由于具有高硬度,低摩擦系数, 作为电子元器件、计算机磁盘、金属切削工具等零件的表面保护膜，可以大幅度提高它们的抗磨性能，增加其自润滑效果[1,6]。又由于DLC膜稳定的化学性能，无毒无刺激作用，并且光学透明,可以作为活动义齿的抗磨、抗腐蚀的理想保护膜。
本文讨论采用电弧离子镀膜方法在PMMA树脂上沉积DLC膜的研究。在镀膜装置上安装两个不同靶材的蒸发源,能够在沉积DLC膜之前,在树脂表面先沉积一种金属化合物作为过渡层。加装了控弧磁管，可以净化和控制蒸发离子流的方向，在磁力的作用下，还可以增强阳离子对样品表面的轰击力。
2 实 验
2.1 实验装置
DLC膜的沉积过程是在图1所示的真空阴极电弧离子镀膜装置上进行的。图中3接循环冷却水；4为三通进气阀,可控制通入的Ar和O2的比率以及工作压强；5为排气口,接真空装置，工作室予抽真空度可达2.7×10-3Pa；7分别为Ø65的石墨和金属靶材,与图中直流电源10的负极连接；8是搁置在旋转支架上的PMMA树脂样品；样品架通过6和电源10的正极连接；9为控弧磁管；11为进样口。