[发明专利]一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法

权利要求书

1.一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在医用钛合金表面上采用磁控溅射的方法制备氮化钛涂层，其中，制备得到的氮化钛涂层的厚度为500nm-2μm；

2)将带有氮化钛涂层的医用钛合金转移到等离子体浸没式离子注入机的真空室A(7)内，该真空室A(7)内的两端分别设有镨靶(5)和试样盘A(6)，带有氮化钛涂层的医用钛合金固定在试样盘A(6)上，调节真空室A(7)的真空度为10^-4-10^-3Pa，阴极使用镨靶(5)当作离子源，调节试样盘A(6)的转速为8～35转/分钟，并依靠水冷对试样盘A(6)降温，然后在常温下进行镨离子注入，在医用钛合金表面制备得到镨掺杂氮化钛涂层，其中，镨离子的加速电压为30KV～80KV，注入时间为0.5～1h。

2.根据权利要求1所述的一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法，其特征在于，步骤1)中，在医用钛合金表面上采用磁控溅射的方法制备氮化钛涂层，包括以下步骤：

a)将医用钛合金表面除油、抛光后浸入丙酮中超声波清洗，最后采用酒精脱水；

b)将预处理好的医用钛合金转移到磁控溅射离子镀膜设备的真空室B(4)内，该真空室B(4)内设有的试样盘B(1)、加热器(2)和Ti靶(3)，加热器(2)和试样盘B(1)从上至下依次设置在真空室B(4)内的上端面，作为Ti源的Ti靶(3)设置在真空室B(4)内的下端面，且Ti靶(3)的Ti离子发射方向与试样盘B(1)的下端面的夹角为锐角，真空室B(4)的壁上还设有氩气和氮气的入口以及废弃物的出口；

c)调节真空室B(4)的真空度为1×10^-3～1×10^-4Pa，同时，调节试样盘B(1)的转速为10～30转/分钟；

d)打开氩气的进气阀，调节氩气流量到5～15sccm、将真空室B(4)气压调至4.2～8.6mTorr，Ti靶功率为15～150W，先对预处理好的医用钛合金进行1～10min钛单质的沉积，在医用钛合金得到Ti单质层，再打开氮气的通气阀门，调节氮气流量到4～10sccm，在医用钛合金的Ti单质层上生成氮化钛涂层，其中，氮化钛涂层的镀膜过程中真空室B(4)温度为200～800℃，镀膜时间为90～300min。

3.根据权利要求2所述的一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法，其特征在于，步骤c)中，采用分子泵使得真空室B(4)的真空度到1×10^-4Pa。

4.根据权利要求2所述的一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法，其特征在于，步骤d)中，Ti靶(3)的Ti离子发射方向与试样盘B(1)的下端面的夹角为45度。

5.根据权利要求1所述的一种在医用钛合金表面制备镨掺杂氮化钛涂层的方法，其特征在于，步骤2)中，采用机械泵与分子泵使得真空室A(7)的真空度为1×10^-3-1×10^-4Pa。