生物材料現(xiàn)代研究方法引言

生物材料現(xiàn)代研究方法ModernResearchMethodsofBiomaterials西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院本文檔共41頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\3點24分第一章緒論材料研究方法的含義材料研究方法的分類應(yīng)用示例課程簡介本文檔共41頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\3點24分生物醫(yī)用材料(Biomedicalmaterials),簡稱生物材料(Biomaterials),是用來對生物體進行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損、器官或增進其功能的材料。生物材料－－其定義隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而演變本文檔共41頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\3點24分Anymaterial,naturalormanAnymaterial,naturalorman-made,thatmade,thatcompriseswholeorpartofalivingcompriseswholeorpartofalivingstructureorabiomedicaldevicewhichstructureorabiomedicaldevicewhichperforms,augments,orreplacesaperforms,augments,orreplacesafunctionthathasbeenlostthroughfunctionthathasbeenlostthroughdiseaseorinjury.本文檔共41頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\3點24分1、材料研究方法的含義

廣義：技術(shù)路線、實驗技術(shù)、數(shù)據(jù)分析。

狹義：測試材料組成和結(jié)構(gòu)的儀器、方法。

例如：X射線衍射分析

電子顯微分析

熱分析

光譜分析

表面分析等本文檔共41頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\3點24分工藝Processing–結(jié)構(gòu)structure-性能property化學(xué)成分Chemicalcomposition顯微結(jié)構(gòu)Microstructure工藝Processing結(jié)構(gòu)structure性能property性能PropertiesIntrinsicMaterialsSelectionCeramicFabrication晶體結(jié)構(gòu)CrystalStructure()(特征Characterization)本文檔共41頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\3點24分材料的微結(jié)構(gòu)對于力學(xué)性能上的影響EffectofMicrostructureonMechanicalPropertyf

d-1/2d-grainsize50m10ma bMechanicaltest: fa

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fbMechanicalpropertyMicroscopicanalysis: da

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多晶樣品的光學(xué)顯微鏡圖片OMimagesoftwopolycrystallinesamples.？？本文檔共41頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\3點24分材料結(jié)構(gòu)與研究方法材料結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)：材料系統(tǒng)內(nèi)各組成單元之間的相互聯(lián)系和相互作用方式。本文檔共41頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\3點24分范圍和特征ScaleandCharacterizationTechniquesXRD,TEM,STM

SEM OMGrainIGrainIIValveTurbochargeLargedefects,voids,inclusionsbyOM;grainandsizedistributionbyeitherOMandSEMdependingscale;GrainboundaryandinterfacebyTEM,CrystalstructurebyXRDandTEM本文檔共41頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\3點24分?jǐn)嗔逊绞降蔫b別IdentificationofFractureMode4mIntergranularfracture20mIntragranularfractureCracksCracksPoresGrainboundary本文檔共41頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\3點24分光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡OMandSEM50m5mGrowthstepOM-2DSEM–3DBaTiO3本文檔共41頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\3點24分SEMOM本文檔共41頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\3點24分掃描隧道顯微鏡STM-SeeingAtomsSTMimageshowingsingle-atomdefectiniodine（碘）adsorbatelatticeonplatinum（鉑）.2.5nmscanIrononcopper(111)本文檔共41頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\3點24分2、研究方法分類材料分析研究方法的種類：化學(xué)成分分析、結(jié)構(gòu)測定、圖像分析

分析儀器

顯微鏡：顯微組織觀察

衍射儀：測定結(jié)構(gòu)

譜儀：分析成分

分析儀器主要可分為三個單元

激發(fā)源

分析器

檢測器本文檔共41頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\3點24分化學(xué)成分分析:

化學(xué)成分的表征包括元素成分分析和微區(qū)成分分析。所用儀器包括：光譜色譜熱譜表面分析譜原子吸收光譜、質(zhì)譜等（紫外光譜、紅外光譜、熒光光譜、激光拉曼光譜等）（氣相色譜、液相色譜）（差熱分析、熱重分析等）（X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、電子探針等）本文檔共41頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\3點24分化學(xué)成分分析本文檔共41頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\3點24分結(jié)構(gòu)測定衍射方法:X射線衍射（X-RayDiffraction，XRD）;電子衍射（TransmissionElectronMicroscopy，TEM）光譜方法:紅外光譜;拉曼光譜;紫外光譜顯微鏡:光學(xué)顯微鏡掃描電鏡;透射電鏡本文檔共41頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\3點24分結(jié)構(gòu)分析

盧瑟福背散射是通過探測樣品表面區(qū)靶核彈性散射的

離子束進行分析。應(yīng)用于材料表面與薄膜結(jié)構(gòu)分析。本文檔共41頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\3點24分圖像分析本文檔共41頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\3點24分表面分析本文檔共41頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\3點24分掃描電子顯微鏡下，具有生物活性的多孔金屬：生物組織可長入，提高界面機械固定作用。降低彈性模量，提高力學(xué)相容性。3、應(yīng)用示例Application本文檔共41頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\3點24分評價方法：

微區(qū)拉曼設(shè)備，其激發(fā)波長為514.5nm，激光束斑為5um；傅立葉紅外圖譜設(shè)備；XPS；采用AMBIOSXP-2表面輪廓儀來檢測薄膜的厚度與線輪廓；表面接觸角測試及表面能計算；血小板粘附；內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)。編號刻蝕時間掩膜孔尺寸（長x寬）含氫碳膜40minC2525μmx25μmC5050μmx50μmC100100μmx100μm等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形本文檔共41頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\3點24分表面形貌的結(jié)果

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C100等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形顯微圖形的表面形貌及線輪廓掃描圖本文檔共41頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\3點24分顯微拉曼的結(jié)果含氫碳膜、顯微圖形樣品C25、C50和C100的“井”中區(qū)域的拉曼圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形本文檔共41頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\3點24分含氫碳膜、樣品C25、C50和C100表面的FTIR圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形FTIR的結(jié)果本文檔共41頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\3點24分含氫碳膜、樣品C25、C50和C100表面的XPS圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形XPS的結(jié)果本文檔共41頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\3點24分abdc含氫碳膜C25C50C100等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形血小板粘附的結(jié)果血小板的數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果血小板的表面形貌本文檔共41頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\3點24分

egfhabcd培養(yǎng)1天培養(yǎng)3天C25C50C100含氫碳膜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果內(nèi)皮細(xì)胞的表面形貌本文檔共41頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\3點24分本文檔共41頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\3點24分4、課程簡介

本課程全面介紹生物材料的各種研究、測試方法的原理及應(yīng)用，同時講述各種分析設(shè)備的組成及原理，重點講述各種分析方法在生物材料研究中的應(yīng)用。學(xué)生掌握各種分析方法的特點、原理，能夠應(yīng)用各種分析方法解決實際研究中遇到的問題，同時通過實驗，學(xué)生能夠正確的分析實驗結(jié)果，了解設(shè)備組成及原理。本文檔共41頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\3點24分課程目的CourseObjectives對于材料的分析技術(shù)有一個基本的了解Basicunderstandingofmaterials

characterizationtechniques基本組成和功能basiccomponentsandtheirfunctions

分析的普通方法Commonmodesofanalysis

這些技術(shù)的相關(guān)信息和資料Rangeofinformationprovidedbythetechniques

技術(shù)的最近進展Recentdevelopmentofthetechniques

應(yīng)用中的重點Emphasisonapplications

典型的例子Typicalexamplesandcasestudies

怎樣應(yīng)用不同的技術(shù)解決生產(chǎn)和研究中出現(xiàn)的問題？Howtousedifferenttechniquestosolvedifferentproblemsinmanufacturingandresearch本文檔共41頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\3點24分分析技術(shù)

光學(xué)顯微鏡Light(optical)microscopy(LM)or(OM)

掃描電子顯微鏡Scanningelectronmicroscopy(SEM)

能量色散譜儀EnergydispersiveX-rayspectroscopy(EDS)X-射線衍線（XRD）X-raydiffraction(XRD)/X-rayfluorescence(XRF)

透射電子顯微鏡Transmissionelectronmicroscopy(TEM)本文檔共41頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\3點24分相關(guān)的分析技術(shù)---表面分析技術(shù)

SurfaceCharacterizationTechniques掃描探針顯微鏡Scanningprobemicroscopy(AFM&STM)

俄歇電子能譜Augerelectronspectroscopy(AES)X-射線光電子能譜X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)

二次離子質(zhì)譜Secondaryionmassspectroscopy(SIMS)

盧瑟福背散射能譜Rutherfordbackscatteringspectro