CN110983275B - 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法 - Google Patents

一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110983275B
CN110983275B CN201911357625.2A CN201911357625A CN110983275B CN 110983275 B CN110983275 B CN 110983275B CN 201911357625 A CN201911357625 A CN 201911357625A CN 110983275 B CN110983275 B CN 110983275B
Authority
CN
China
Prior art keywords
petg
appliance
silver
target
titanium dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911357625.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110983275A (zh
Inventor
孙宁宁
陈建
徐锋
孟灵奇
毕建平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Huaplastic Plastics Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Nanjing Huaplastic Plastics Manufacturing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Huaplastic Plastics Manufacturing Co ltd filed Critical Nanjing Huaplastic Plastics Manufacturing Co ltd
Priority to CN201911357625.2A priority Critical patent/CN110983275B/zh
Publication of CN110983275A publication Critical patent/CN110983275A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110983275B publication Critical patent/CN110983275B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/021—Cleaning or etching treatments
    • C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C23C14/025—Metallic sublayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0688—Cermets, e.g. mixtures of metal and one or more of carbides, nitrides, oxides or borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
    • C23C14/205—Metallic material, boron or silicon on organic substrates by cathodic sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，包括以下步骤：对待处理PETG矫治器进行超声清洗后，根据需要或可局部遮掩置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上再依次进行等离子体清洗、沉积纯银打底层、沉积过渡层、沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层步骤以及取出包装等步骤。PETG矫治器在经本发明方法处理以后，具有更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度等优点，创新性地解决了患者长时间佩戴矫治器而产生的细菌滋生甚至软组织伤害等问题，可满足PETG基隐形矫治器表面抗菌复合涂层的低温制备需求。

Description

一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低 温制备方法
技术领域
本发明属于数字化正畸、口腔医疗技术领域，具体涉及一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法。
背景技术
随国民生活质量、消费观念及审美意识的逐渐提高，消费者愈发重视牙齿排列的视觉审美和口齿功能的健康、舒适、稳定等感觉上的美感；近年来,因计算机三维重建技术在口腔医疗领域中的广泛应用,口腔正畸产业所涉及的新型矫治器械迎来了质的飞跃。自PETG基(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)无托槽隐形矫治器在临床中使用以来，全世界有超过300万例患者在过去的20年中接受了无托槽隐形矫治器的治疗，并且有越来越多的患者倾向于使用该器械矫治牙齿的趋势。
然而，PETG矫治器在具体服役过程中，因托槽内部结构复杂、与患者牙齿长时接触、口腔环境食物残渣和微生物群等因素会导致菌斑附着增加、菌斑内微生物平衡失调、口腔生理自洁能力下降、釉质脱矿及牙周损害等口腔卫生问题，已经影响到该新颖性产品的普及推广。此外，因常规PETG基医用高分子材料的玻璃化温度仅85℃左右，从保障产品尺寸精度的角度出发，大大限制了抗菌涂层的可选制备方法。物理气相沉积领域多种沉积技术都可以获得结合强度好、表面光洁度高且和成分可精准调控的抗菌涂层；但，唯有磁控溅射离子镀技术可实现室温下多种功能涂层的制备沉积。
纳米Ag/TiO2涂层虽已在口腔正畸领域表现出较为优异的抗菌性能，但当前常见制备方法仍为针对金属类(熔点高、耐温好)托槽的溶胶凝胶法少量制备；针对本案中涉及的新颖的、耐温仅85℃的PETG基隐形矫治器表面抗菌复合涂层的批量生产需求，若利用磁控溅射离子镀技术于PETG基隐形矫治器表面制备一层可精确控制厚度的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层，则将解决隐形矫治器服役过程中托槽周边牙釉质龋和正畸治疗引起的牙周损伤等正畸临床常见棘手问题，并推进纳米技术在口腔正畸材料领域的广泛应用。然而，目前国内尚无有关PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温、批量制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，本发明方法处理后将解决隐形矫治器服役过程中托槽周边牙釉质龋和正畸治疗引起的牙周损伤等正畸临床常见棘手问题。
本发明所采用的技术方案是，PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，在PETG矫治器表面局部(凹槽内部)或整体镀厚度为100～400nm的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层；包括以下步骤：
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗处理；
(2)将步骤1清洗后的PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动；所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤2中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度不高于3.0×10-3Pa，再通入氩气，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.0×10-1～3.0×10-1Pa；然后在Ag靶材上施加0.02～1A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为150～300V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为1～20min；
(4)沉积纯银打底层：等离子体清洗后，保持真空腔室中的工作气压为1.0～3.0×10-1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至0.5～3.0A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至0～90V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为1～10min；
(5)沉积过渡层：沉积金属打底后，保持氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流逐渐调节至0.5～0.01A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量4～20sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至0.5～3A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在0～60V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为3～15min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为10～30min。
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
其中，制备方法的所有步骤中，保证真空腔室的温度在室温至70℃之间。
步骤(1)中，对待处理PETG矫治器进行超声清洗的具体方法为：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗5min～30min，然后用高压空气吹干。
步骤(2)中，PETG矫治器分为整体和局部施镀；整体施镀只需将PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上即可；拟局部施镀的PETG矫治器先用金属箔包裹凸面遮蔽后，再将PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上。
步骤(2)中，保证各靶材与PETG矫治器之间的距离为80～180mm，且工作盘的主轴旋转转速为1～20r/min。
高纯Ag靶材的纯度不低于99.99wt％，Ti靶材的纯度不低于99.99wt％。
PETG矫治器表面局部或整体镀厚度为100～400nm的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层。
参见附图1和2，PETG矫治器表面经磁控溅射离子镀方法低温制备银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层后，整体光滑、均匀，严格保持了原有的结构和尺寸精度；PETG矫治器表面经磁控溅射离子镀沉积银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层后整体光滑SEM表面形貌平整、颗粒细小，截面行为较为致密，厚度仅317nm。经实际测试，口腔变形链球菌、放线杆菌、白色念珠菌、幽门螺旋杆菌等细菌抑制率达到85％。
因此，PETG矫治器在经本发明方法处理以后，具有更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度等优点，创新性地解决了患者长时间佩戴矫治器而产生的细菌滋生甚至软组织伤害等问题，可满足PETG基隐形矫治器表面抗菌复合涂层的低温制备需求。
本发明的有益效果是，与现有针对金属类(熔点高、耐温好)托槽的溶胶凝胶法制备纳米Ag/TiO2抗菌涂层相比，采用磁控溅射离子镀技术于PETG矫治器表面制备银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的工艺具有如下优点：
1)制备工艺短流程、绿色、环保无排放；
2)工艺实施过程中可对成分(掺银量)、涂层厚度进行精确调控；
3)获得的纳米抗菌复合涂层具有更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度等优点；
4)室温沉积，可满足PETG基隐形矫治器表面抗菌复合涂层的低温制备需求。
附图说明
图1为PETG矫治器表面低温制备银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层后的实物照片
图2为制备前后的载玻片做对比
图3为基于磁控溅射离子镀技术制备的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层表面
图4为基于磁控溅射离子镀技术制备的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层截面SEM形貌(317nm)
具体实施方式
实施例1
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗5min，然后用高压空气吹干；
(2)将步骤(1)得到的PETG矫治器先用金属箔包裹凸面遮蔽后再置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动(3r/min)，所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤(2)中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度为1.0×10-3Pa，再通入氩气12sccm，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为2.4×10-1Pa；直接在Ag靶材上施加0.15A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为280V、脉冲宽度为0.2μs、且脉冲频率为50KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为3min；
(4)沉积纯银打底层：保持该真空腔室中的工作气压为2.4×10-1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至0.5A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至90V、脉冲宽度为1.5μs、且脉冲频率为50KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为3min；
(5)沉积过渡层：保持上述氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流在本步骤时间内逐渐调节至0.01A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量6sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至0.6A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在60V、脉冲宽度为0.8μs、且脉冲频率为50KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为5min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持上述氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为30min；
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
此实施例中，真空腔室的温度最高30℃，得到的PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的厚度厚度为126nm。
实施例2
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗处理：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗30min，然后用高压空气吹干；
(2)将步骤(1)得到的PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动(5r/min)，所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤(2)中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度为2.0×10-3Pa，再通入氩气10sccm，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.8×10-1Pa。直接在Ag靶材上施加0.25A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为240V、脉冲宽度为1.5μs、且脉冲频率为200KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为5min；
(4)沉积纯银打底层：保持该真空腔室中的工作气压为1.8×10-1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至1.1A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至70V、脉冲宽度为2.0μs、且脉冲频率为100KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为5min；
(5)沉积过渡层：保持上述氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流在本步骤时间内逐渐调节至0.1A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量8sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至2.4A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在50V、脉冲宽度为1.6μs、且脉冲频率为60KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为10min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持上述氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为25min；
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
此实施例中，真空腔室的温度最高65℃，得到的PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的厚度厚度为317nm。
实施例3
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗处理：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗15min，然后用高压空气吹干；
(2)将步骤(1)得到的PETG矫治器先用金属箔包裹凸面遮蔽后再置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动(8r/min)，所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤(2)中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度为3.0×10-3Pa，再通入氩气8sccm，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.6×10-1Pa；直接在Ag靶材上施加0.3A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为150V、脉冲宽度为4.5μs、且脉冲频率为20KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为1min；
(4)沉积纯银打底层：保持该真空腔室中的工作气压为3.0×10-1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至1.80A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至50V、脉冲宽度为2.5μs、且脉冲频率为80KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为2min；
(5)沉积过渡层：保持上述氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流在本步骤时间内逐渐调节至0.3A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量10sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至1.5A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在30V、脉冲宽度为1.8μs、且脉冲频率为240KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为8min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持上述氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为15min；
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
此实施例中，真空腔室的温度最高52℃，得到的PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的厚度厚度为288nm。
实施例4
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗处理：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗20min，然后用高压空气吹干；
(2)将步骤(1)得到的PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动(8r/min)，所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤(2)中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度为1.8×10-3Pa，再通入氩气8sccm，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.2×10-1Pa；直接在Ag靶材上施加0.6A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为150V、脉冲宽度为1μs、且脉冲频率为300KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为4min；
(4)沉积纯银打底层：保持该真空腔室中的工作气压为1.2×10-1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至2.4A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至20V、脉冲宽度为0.8μs、且脉冲频率为250KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为8min；
(5)沉积过渡层：保持上述氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流在本步骤时间内逐渐调节至0.5A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量20sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至2A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在55V、脉冲宽度为0.8μs、且脉冲频率为250KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为12min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持上述氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为10min；
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
此实施例中，真空腔室的温度最高30℃，得到的PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的厚度厚度为356nm。
本发明不限于上述实施例，凡依据本发明的技术实质对上述实施例作的任何简单、等同变化或修饰，均属于本发明技术范围内。

Claims (7)

1.一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，在PETG矫治器表面局部，即凹槽内部或整体镀厚度为100～400nm的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层；包括以下步骤：
(1)选取PETG矫治器作为基材，对基材进行前清洗处理；
(2)将步骤1清洗后的PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上；工作盘在下述各步骤中保持公自转运动；所述真空腔室内放置有高纯Ag靶材和高纯Ti靶材；
(3)等离子体清洗：将步骤2中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度不高于3.0×10-3Pa，再通入氩气，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.0×10-1～3.0×10-1Pa；然后在Ag靶材上施加0.02～1A电流，同时，对PETG矫治器所在工件架施加负偏压值为150～300V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，以对PETG矫治器进行溅射清洗，溅射清洗时间为1～20min；
(4)沉积纯银打底层：等离子体清洗后，保持真空腔室中的工作气压为1.0～3.0×10- 1Pa；将Ag靶材的靶电流调节至0.5～3.0A，同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值调节至0～90V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为1～10min；
(5)沉积过渡层：沉积金属打底后，保持氩气供给流量不变；将Ag靶材的靶电流逐渐调节至0.5～0.01A，同时向钛靶材外侧引入氧气反应气氛，氧气流量4～20sccm，并将Ti靶材的靶电流调节至0.5～3A；同时，将施加在PETG矫治器所在工件架上的负偏压值保持在0～60V、脉冲宽度为0.2～5μs、且脉冲频率为5～350KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为3～15min；
(6)沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层：保持氩气和氧气供给流量不变；维持Ag靶材和Ti靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电PETG矫治器所在工件架上的脉冲偏压参数不变，沉积银掺杂二氧化钛纳米涂层时间为10～30min；
(7)取出、包装：在涂层沉积工艺结束后取出PETG矫治器并进行真空隔离包装。
2.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，制备方法的所有步骤中，保证真空腔室的温度在室温至70℃之间。
3.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对待处理PETG矫治器进行超声清洗的具体方法为：PETG矫治器清洗在通风橱中进行，将待处理PETG矫治器置于分析纯酒精溶液中，保持酒精溶液温度室温至50℃，超声波清洗5min～30min，然后用高压空气吹干。
4.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，步骤(2)中，PETG矫治器分为整体和局部施镀；整体施镀只需将PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上即可；拟局部施镀的PETG矫治器先用金属箔包裹凸面遮蔽后，再将PETG矫治器置于磁控溅射离子镀设备真空腔室中的工件架上。
5.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，步骤(2)中，保证各靶材与PETG矫治器之间的距离为80～180mm，且工作盘的主轴旋转转速为1～20r/min。
6.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，高纯Ag靶材的纯度不低于99.99wt％，Ti靶材的纯度不低于99.99wt％。
7.根据权利要求1所述的一种PETG矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法，其特征在于，PETG矫治器表面局部或整体镀厚度为100～400nm的银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层。
CN201911357625.2A 2019-12-25 2019-12-25 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法 Active CN110983275B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911357625.2A CN110983275B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911357625.2A CN110983275B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110983275A CN110983275A (zh) 2020-04-10
CN110983275B true CN110983275B (zh) 2022-02-01

Family

ID=70076578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911357625.2A Active CN110983275B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110983275B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983275B (zh) * 2019-12-25 2022-02-01 南京华塑增材制造有限公司 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法
CN113046691A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 吉林大学 一种抗菌抗炎涂层及其制备方法和正畸材料
CN115478255B (zh) * 2022-09-21 2023-11-24 西北有色金属研究院 一种含银纳米复合抗菌涂层的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102230153A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 西安理工大学 精密轴承用钢珠离子镀glc镀层实现自润滑的处理方法
CN102365103A (zh) * 2009-02-25 2012-02-29 奥索邦德公司 抗感染功能化的表面及其制备方法
CN103144392A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 金发科技股份有限公司 一种光稳定抗菌聚丙烯材料制品及其制备方法
CN103146119A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 金发科技股份有限公司 一种耐磨抗菌abs改性材料及其制备方法
CN104278234A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 中国科学院兰州化学物理研究所 一种室温到800℃宽温域自润滑涂层的制备技术
CN110144561A (zh) * 2019-06-04 2019-08-20 东莞市和荣纳米技术有限公司 一种持久耐用具有抗菌功能的硬质涂层的制备方法
CN107761059B (zh) * 2017-09-27 2020-01-31 南京工业大学 电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、电工合金零部件
CN110983275A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 南京华塑增材制造有限公司 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102365103A (zh) * 2009-02-25 2012-02-29 奥索邦德公司 抗感染功能化的表面及其制备方法
CN102230153A (zh) * 2011-06-22 2011-11-02 西安理工大学 精密轴承用钢珠离子镀glc镀层实现自润滑的处理方法
CN103144392A (zh) * 2013-02-27 2013-06-12 金发科技股份有限公司 一种光稳定抗菌聚丙烯材料制品及其制备方法
CN103146119A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 金发科技股份有限公司 一种耐磨抗菌abs改性材料及其制备方法
CN104278234A (zh) * 2013-07-02 2015-01-14 中国科学院兰州化学物理研究所 一种室温到800℃宽温域自润滑涂层的制备技术
CN107761059B (zh) * 2017-09-27 2020-01-31 南京工业大学 电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、电工合金零部件
CN110144561A (zh) * 2019-06-04 2019-08-20 东莞市和荣纳米技术有限公司 一种持久耐用具有抗菌功能的硬质涂层的制备方法
CN110983275A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 南京华塑增材制造有限公司 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110983275A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110983275B (zh) 一种petg矫治器表面银掺杂二氧化钛纳米抗菌复合涂层的低温制备方法
Sukontapatipark et al. Bacterial colonization associated with fixed orthodontic appliances. A scanning electron microscopy study
CN102181816B (zh) 提高钛或钛合金烤瓷修复体结合强度的方法
CN102215773B (zh) 齿排矫正用钢丝的制造方法
CN101351166A (zh) 牙齿矫正丝及其制造方法
US20170100309A1 (en) Coated dental articles and related methods of manufacture
CN112998884B (zh) 一种长效抗菌材料、牙科膜片和长效隐形矫治器
CN108685618B (zh) 一种烤瓷牙的制备工艺
CN110144561A (zh) 一种持久耐用具有抗菌功能的硬质涂层的制备方法
CN102525672B (zh) 一种口腔种植体基台及其制备方法
US20100330522A1 (en) Orthodontic or dental elements
KR20070015629A (ko) 치열 교정용 와이어 제조 방법
Patel et al. Aesthetic orthodontics: an overview
JP4475458B2 (ja) 歯科用品およびその製造方法
CN211796961U (zh) 一种具有稳定下颌位置和咬合关系的新型隐形矫正牙套
CN201906022U (zh) 一种口腔种植体基台
WO2008147066A2 (en) Method for manufacturing wire for correcting a set of teeth
CN114590007A (zh) 隐形正畸矫治用逐层叠压复合膜片及其制备方法和应用
CN116250945A (zh) 一种隐形矫治器的制造方法
EP3386427B1 (en) Multiple layer coating and coating method for dental devices
CN106756765B (zh) 一种金属材料表面含氟抗菌涂层及其制备方法
JP2006192199A (ja) 歯科用金属製ワイヤーおよび歯科用金属製器具に薄膜を成膜する方法ならびに該方法によって薄膜が成膜された歯科用ワイヤーおよび歯科用器具
CN211534897U (zh) 一种隐形牙齿矫正器
CN113046691A (zh) 一种抗菌抗炎涂层及其制备方法和正畸材料
CN217499394U (zh) 一种医用牙科车针

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant