[发明专利]一种多孔镁合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金材料的制备方法，具体涉及一种多孔镁合金的制备方法。

背景技术

多孔镁合金是工程材料中密度最小、比强度却很高的金属结构材料，是超轻多孔金属材料的理想基体。同时多孔镁合金还有更好的阻尼性能和抗电磁屏蔽性能，易于回收的优点。此外，镁基体材料与致密骨的差异比钛合金和不锈钢小得多，具有更为优越的生物相容性和生物力学相容性，具有其它金属无可比拟的可降解特性，这些优点导致近年来多孔镁合金在医学领域备受青睐。

由于镁合金容易氧化、燃烧，导致多孔镁合金的制备比较困难。文献（刘忠斌、陈乐平、张铭显.多孔泡沫镁合金的研究进展[J].中国材料科技与设备，2012（3）：1-3.）也综述了多种制备多孔镁合金的办法，但均很难满足医疗用多孔镁合金的应用要求。

本发明针对现有技术中所遇到的上述问题，提出一种更为简单、易行的多孔镁合金制备办法，以期促进镁合金的应用范围。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种多孔镁合金的制备方法，以解决制备过程中容易氧化、燃烧等问题。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种多孔镁合金的制备方法，包括如下步骤：

(1) 将MgH₂粉末与聚氧乙烯聚氧丙烯的丙酮溶液进行混合，采用搅拌器在恒温浴进行搅拌13h～30h，所述恒温浴的温度控制在1℃，所述MgH₂占36～70%的体积分数，并使用过滤筛子进行过滤，获得胶状物质，所述过滤筛子的孔径为24～45μm；所述MgH₂的粉末直径范围为10～102μm；

(2) 将步骤(1)获得的胶状物质放置在一个注射容器中，通过恒温浴使胶状物质的温度保持在-2～-5℃；所述注射容器具有注射针孔，所述注射针孔直径为100～500μm；将所述注射容器安装在一个3D自动打印的设备；打印前让所述注射容器内的胶状态物质保持温度至少40min；

(3) 控制所述3D自动打印设备，按照预先设定的图案将注射容器中的胶状物质于常温下打印在SiO₂玻璃基板上，获得多孔镁合金坯体；

(4) 在室温下静置25h～30h；

(5) 将玻璃基板与多孔镁合金坯体一起放入真空炉中进行加热，升温速率为1～3℃/min，升温到180～200℃保温30～60min，然后以升温速率1～3℃/min升温到400～500℃，保温60～120min；

(6) 随炉冷却，得到所需要的多孔镁合金。

上述技术方案中，步骤(1)中，所述搅拌器为电磁搅拌器。

优选的技术方案，步骤(5)中，所述真空炉中的真空度≤133pa。

上述技术方案中，所述MgH₂的粉末平均直径为22μm～26μm，优选24μm。

上述技术方案中，所述聚氧乙烯聚氧丙烯的丙酮溶液的浓度以质量百分比计为20%。

所述聚氧乙烯聚氧丙烯为共聚物，共聚物的分子量为100～105，优选为102.13。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明直接采用MgH₂粉末与化学物质混合调制形成类似牙膏状的胶体，通过注射器的喷嘴打印形成所需要的多孔镁合金坯体，再还原制备多孔镁合金，可以有效避免常规方法需要解决镁合金氧化和燃烧的问题，方法简单、容易控制。

2、本发明中使用的物质和配料均比较便宜和容易获得，适于工业化生产。

3、本发明采用喷嘴打印的方法，制备的多孔镁合金材料的形状比较容易设计，同时，可以像钢笔写字一样，方便设计各种不同形状的孔径，这是传统制备方法无法实现或者说非常难于实现的，孔径大小和孔壁的粗细还可以依据喷嘴直径和扫描间距来设计。

附图说明

图1为实施例一中的制备多孔镁合金的设备示意图；

图2为多孔镁合金孔型的一种设计示意图；

图3为多孔镁合金孔型的一种设计示意图；

图4为多孔镁合金孔型的一种设计示意图；

图5为多孔镁合金孔型的一种设计示意图。

其中：1、Z轴升降机构；2、恒温装置；3、打印材料储存装置；4、注射器喷嘴；5、多孔镁合金毛坯；6、X-Y工作台。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：