[发明专利]一种多层生物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多层生物复合材料的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：

（1）按成分配比称取钛合金基体以及中间层的Ti、Nb、Zr的粉末分别放入球磨罐，用酒精密封抽真空至20~30Pa后球磨；其中钛合金基体的粉末进行机械合金化球磨10~12h后烘干，得到基体混合粉末；将中间层的金属粉末机械合金化6~8h后，再添加羟基磷灰石球磨混粉1~2h后烘干，得到中间层混合粉末；

（2）将步骤（1）中的基体混合粉末、中间层混合粉末以及羟基磷灰石粉末分别装入石墨模具的下层、中层与上层，压实后置入放电等离子烧结炉中，在轴向压力45~60MPa、真空度2~10Pa条件下，通过分段式升温加热至烧结温度1050~1200℃，保温10~15min，然后继续保持真空直至冷却至室温即得多层生物复合材料；

所述多层生物复合材料，以钛合金为基体，钛合金-羟基磷灰石生物复合材料为中间层，羟基磷灰石为生物陶瓷表层；钛合金基体中Ti的质量百分比为60~73%、Nb的质量百分比为25~34%、Zr的质量百分比为2~6%，中间层中Ti的质量百分比为35~42%、Nb 的质量百分比为25~34%、Zr的质量百分比为2~6%，HA的质量百分比为25~30%，生物陶瓷表层为HA；

步骤（3）所述分段式升温是先以100℃/min升温速率升至900℃，再以25~50℃/min的升温速度升温至烧结温度。

2.根据权利要求1所述多层生物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的Ti、Nb、Zr的粉末纯度为99. 5%、99.95%和99%，平均粒度25μm~45μm，羟基磷灰石的纯度97%，平均粒度为20nm~10μm。

3.根据权利要求1所述多层生物复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中球磨过程中球磨介质为不锈钢球，球料比为3:1~4:1。

4.根据权利要求1所述多层生物复合材料的制备方法，其特征在于：所述多层生物复合材料的中间层厚度为1~5mm，生物陶瓷层可达8mm。