醫(yī)用鈦合金由于具有質量輕、 比強度高、 極好的生物相容性和耐腐蝕性等優(yōu)點， 成為了人體植入體的首選材料， 但其長期服役于人體環(huán)境產生易腐蝕磨損， 進而影響鈦合金植入件的功能。 物理氣相沉積（簡稱PVD） 技術所制備的氮化鋯（ZrN） 涂層具有優(yōu)異的抗磨性能和生物相容性， 使其成為骨植入件的重要防護涂層。 但ZrN 涂層中存在的柱狀晶界和生長缺陷， 易為腐蝕介質的滲透提供“通道”， 降低其腐蝕和腐蝕磨損性能， 限制了其在骨植入件上的進一步應用。

安徽工業(yè)大學先進金屬材料綠色制備與表面技術教育部重點實驗室教授張世宏團隊通過在ZrN 涂層中引入金屬鋯（Zr）層， 形成Zr／ZrN 多層涂層， 降低涂層柱狀晶界和生長缺陷， 進而提高涂層在模擬人體溶液中的耐蝕和抗腐蝕磨損性能。

研究結果表明， 多層涂層中的Zr 層可優(yōu)先形成二氧化鋯（ZrO2） 鈍化膜以及多層結構能夠有效抑制腐蝕介質的滲透，使其具有良好的耐蝕性能。 同時， Zr 金屬層的引入抑制了磨損過程中的裂紋擴展， 進一步提升了Zr／ZrN 多層涂層的腐蝕磨損性能。

據介紹， 該研究工作揭示了腐蝕介質在多層涂層中的滲透規(guī)律以及鈍化膜形成機理， 闡明了腐蝕磨損過程中腐蝕介質與裂紋的交互作用機制， 可為Zr／ZrN 多層涂層在醫(yī)用鈦合金表面防護的進一步應用提供理論依據。