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氫氧基磷灰石燒結與電漿噴塗靶材之薄膜濺鍍製程與表面性質研究

為了解決nissan verita規格的問題，作者賴泓成 這樣論述：

本研究以熱均壓法(Hot isostatically pressing, HIP)、冷壓燒結法(Cold pressing and sintering, CPS)及電漿噴塗法(Atmospheric plasma spraying, APS)製作氫氧基磷灰石(Hydroxyapatite, HA)濺鍍靶材，並利用射頻濺鍍技術沉積HA薄膜，論文中除探討HA薄膜性質及HA靶材之較佳製作方法外，旨在開發鈦牙植體SLA-like與HA濺鍍薄膜複合表面處理之技術。首先分析HA靶材性質與濺鍍性能，結果顯示APS製程是靶材製作較佳的方法。APS靶材含有HA、TCP及TTCP相，密度為2.83 g/cm3，

濺鍍功率達300 W時靶材仍然堪用。CPS靶材為單一HA相，密度為1.43 g/cm3，濺鍍功率超過70 W時，靶材表面會產生裂痕。HIP靶材為鈣磷比1.667之單一HA相，密度為3.1 g/cm3，濺鍍功率提升至50 W即破裂不堪使用。接著分析HA濺鍍薄膜性質，結果顯示APS靶材之沉積速率與濺鍍薄膜結晶程度較佳。APS薄膜以250 W濺鍍，沉積速率約為 4.675 nm/min，沉積之薄膜有一定比率結晶相(Crystalline)，鈣磷比約2.48。CPS薄膜以70W濺鍍，沉積速率約 0.58 nm/min，沉積之薄膜皆為非晶相(Amorphous)，鈣磷比約1.83。另外，探討不同鈦基材之

表面粗糙度對薄膜性質的影響，使用純鈦板(CP Titanium)表面經研磨(3D表面粗糙度Sa 0.428 μm)、噴砂(Sa 4.01 μm)及噴砂酸蝕(SLA-like；Sa 2.41 μm)處理，結果顯示較平坦之基材表面可使薄膜具有較高結晶度，然而基材表面粗糙度並不會影響薄膜之鈣磷比。接續將HA薄膜濺鍍於SLA-like處理之鈦金屬表面並於空氣中進行熱處理，結果顯示以800oC、120分鐘熱處理之非晶HA薄膜，結晶度雖可提高，然而HA薄膜會因800oC之高溫產生形貌改變而發生SLA-like之鈦金屬表面有部分封孔現象，且400oC - 800oC之高溫皆會造成鈦金屬表面之二氧化鈦膜破損，

因此HA濺鍍與SLA-like複合處理之鈦金屬牙植體並不適合後熱處理程序。接著進行為期4週之生物體外實驗(in vitro)，將HA薄膜濺鍍於SLA-like鈦板並浸泡模擬體液(SBF)，結果顯示浸泡體液後之HA薄膜鈣磷比會隨浸泡時間增加會接近HA理論值1.67，浸泡28日後沉積之磷酸鈣塗層鈣磷比約1.63 - 1.71。經ICP-OES檢測浸泡過樣品之模擬體液亦顯示有沉積現象，進一步觀察浸泡後SLA-like鈦板表面形貌後發現SLA-like鈦板上確實沉積類骨磷酸鈣，且可保留SLA-lik特徵之微奈米孔洞。最後本研究將HA薄膜濺鍍於SLA-like之鈦人工牙植體上，牙植體首先以走心式CNC車

床加工製作，加工完成後進行噴砂及複合式酸蝕處理，再進行HA薄膜濺鍍製程(Working distance is 50 mm and implant-holder rotating speed is 15 rpm)，加工結果顯示以旋風式牙刀(Thread whirling)車削外螺牙及以微型絲攻(Screw tap)車削內螺牙相較於傳統式的切削工法，而將HA薄膜濺鍍於SLA-like鈦牙植體上後，量測HA薄膜於牙峰及牙谷之厚度，量測之厚度分別會下降20%及40%。