[发明专利]镁或镁合金表面的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料表面的处理方法。

背景技术

不锈钢及钛合金作为硬骨组织植入材料已经广泛应用在临床上。但是由于其不能够降解并需要二次手术取出，这样不但给患者带来痛苦，而且成本很高。镁及其镁合金因可作为可降解硬组织植入材料、降解产物具有生物相容性并且释放的镁离子对组织生长有益，尤其是因为镁及其镁合金有较低的弹性模量，更加与人骨接近，将大大减少应力遮挡效应，所以镁及其镁合金的力学性能很好的满足了作为骨科植入材料的要求，但是目前镁及其镁合金在应用上却存在力学性能损失严重(因腐蚀严重造成的)，导致降解速度过快及在快速降解过程中伴随产生大量的氢气泡，致使局部pH值升高的问题，对人体环境造成不好的影响而不利于骨组织的恢复。

发明内容

本发明目的是为了解决现有镁及其镁合金在应用上存在力学性能损失严重、降解速度过快及在快速降解过程中伴随产生大量的氢气泡导致局部pH值升高的问题，而提供镁或镁合金表面的处理方法。

第一种镁或镁合金表面的处理方法按以下步骤进行：一、将母材置于丙酮或无水乙醇溶液中超声清洗1～10min，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、将步骤一处理后的母材置于浓度为0.05～5.0mol/L、pH值为12～14的NaOH溶液中处理0.5～24h，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；三、将经步骤二处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5～7、温度为20～47℃的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min～8h，母材表面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥，即完成镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。

第二种镁或镁合金表面的处理方法按以下步骤进行：一、将母材置于丙酮或无水乙醇溶液中超声清洗1～10min，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、将经步骤一处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5～7、温度为20～47℃的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min～8h，母材表面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥，即完成镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。

本发明处理方法在镁或镁合金表面形成具有优异耐腐蚀性能的二水磷酸氢钙层，均能在生理环境中耐蚀性及生物活性得到极大的提高(细胞可以在经本发明处理后的镁或镁合金表面生长并且不会死亡)，植入人体中力学性能损失降低(经本发明处理后的镁或镁合金无腐蚀现象)降解速度放慢，在降解过程中排除掉产生的氢气泡并使pH值基本保持不变。本发明中的表面处理方法工艺简单，能够在镁或镁合金表面表面得到由纳米颗粒组成的均匀、致密、表面无裂纹的二水磷酸氢钙层，无脱落现象，得到的一层较二水磷酸氢钙层的腐蚀电位由-1.6～-1.7V升高到-.09V，另外还存在钝化区，甚至能达到0V。电流密度从-4A/cm²降低到-4.8～-5A/cm²左右。

附图说明

图1为具体实施方式十七中经处理材料与未经处理对比材料的极化曲线图，其中“-”为未经处理对比材料的极化曲线，“-*-”为经处理材料的极化曲线；图2为具体实施方式十七中经处理材料的5000倍电镜扫描图；图3为未经具体实施方式十七处理材料的500倍电镜扫描图；图4为将具体实施方式二十九处理后的镁合金表面形成羟基磷灰石的材料置于模拟人体体液后细胞生长的环境电镜扫描照片。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式镁或镁合金表面的处理方法按以下步骤进行：一、将母材置于丙酮或无水乙醇溶液中超声清洗1～10min，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、将步骤一处理后的母材置于浓度为0.05～5.0mol/L、pH值为12～14的NaOH溶液中处理0.5～24h，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；三、将经步骤二处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5～7、温度为20～47℃的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min～8h，母材表面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥，即完成镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。

本实施方式中所使用的试剂等级均为分析纯。

本实施方式中步骤一中镁合金为镁的任意合金。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中超声清洗5min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。