[发明专利]有机泡沫浸浆烧结法制备宏观网状多孔钽

说明书

技术领域：

本发明涉及多孔钽材料，尤其涉及一种宏观类网状多孔钽的制备方法。

背景技术：

钽为第VB族第6周期元素，原子序数为73，相对原子质量为180.95，体积密度为16.6g/cm³，熔点接近3000℃(2980±20℃)，仅次于钨和铼，属于稀有难熔金属([1]夏凤金，刘培生，周茂奇.多孔钽的制备方法[J].科技创新导报，2008，1：83-85.)。钽质地坚硬，硬度可达HV120，同时具有良好的延展性。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六左右。另外，钽还具有极高的抗腐蚀性、耐磨性以及良好的生物相容性等特点。以上这些特点使得金属钽在化工、冶金、电子、电气、医学等领域获得广泛的应用，可用于化学反应装置、真空炉、电容器、核反应堆、航空航天器、导弹以及外科植入材料等方面([1]夏凤金，刘培生，周茂奇.多孔钽的制备方法[J].科技创新导报，2008，1：83-85；[2]应明.多孔钽及在人工关节中的应用[J].生物骨科材料与临床研究，2006，3(2)：1-3.)。例如，以多孔钽作为阳极的电容器具有封装小、电容值大、寿命长、性能稳定等优点([3]何季麟.钽铌电子材料新进展[J].中国有色金属学报，2004，5：291-300.)，而合适的机械强度、弹性模量、耐蚀性以及良好的生物相容性等特点，又使得多孔钽适用于人体关节的替代植入([2]应明.多孔钽及在人工关节中的应用[J].生物骨科材料与临床研究，2006，3(2)：1-3；[4]吴全兴.金属性生物材料[J].稀有金属快报，2002，5：17-19.)。文献([2]应明.多孔钽及在人工关节中的应用[J].生物骨科材料与临床研究，2006，3(2)：1-3；[5]Bobyn J D，Stackpool G J，Hacking S A，et al.Characteristics of bone ingrowth and interface mechanics of a new porous tantalumbiomaterial[J].J Bone Joint Surg B，1999，81(5)：907-914；[6]Bobyn J D，Poggie R E，Krygier J J，et al.Clinicalvalidation of a structural porous tantalum biomaterial for adult reconstruction[J].J Bone Joint Surg A，2004，86(S2)：123-129；[7]Welldon K J，Atkins G J，Howie D W，et al.Primary human osteoblasts grow into poroustantalum and maintain an osteoblastic phenotype[J].Journal of Biomedical materials Research A，2008，84(3)：691-701；[8]Patil N，Lee K，Goodman S B.Porous Tantalum in Hip and Knee Reconstructive Surgery[J].Journalof Biomedical Materials Research B，2009，89(1)：242-251.)介绍的多孔钽制备方法是，先热解聚氨酯泡沫得到碳网络骨架，再将金属钽通过化学蒸气沉积的方式覆盖到碳骨架上，从而获得三维网状多孔钽产品。本发明则是采用有机泡沫浸浆干燥烧结工艺，制备出了宏观类网状多孔钽材料，其孔隙组成主要是尺度在毫米量级的宏孔(肉眼可视的宏观孔隙)，即宏孔构成多孔体的主孔。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种孔率高、孔隙相互连通的泡沫状多孔钽材料及其制备方法。制备方法采用有机泡沫基体浸浆干燥烧结工艺，选用高纯度钽粉和无毒黏结剂配制料浆，选用聚氨酯泡沫为有机基体。

本发明的泡沫态多孔钽材料，在一定程度上“翻版”了有机泡沫塑料的形态，其特征在于：通过有机泡沫基体浸浆干燥，在真空环境下热分解有机物并实现钽粉烧结，最后形成孔率为70％～85％的类网状结构多孔体，其孔隙组成主要是尺度在0.5～2.0mm的宏孔(肉眼可视的宏观孔隙)，孔隙之间相互连通。多孔体中，在以宏孔为主孔的孔棱和孔壁上，存在着大量尺寸小于和远小于主孔的小孔和微孔。