[发明专利]激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体及其成形方法

权利要求书

1.一种激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，包括镁合金骨植入体基体，该基体内部分散有原位生成的具有协同强韧化功能的纳米TiN、BN陶瓷相；所述纳米TiN、BN陶瓷相由纳米TiB₂陶瓷增强镁合金粉末与高纯氮气在高能激光束作用下原位反应生成；

所述激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体的成形方法包括下述步骤：

(1)称取医用镁合金粉末与纳米TiB₂粉末，在高纯氩气与氢气混合气氛下，采用高能球磨工艺对两种粉末进行混合球磨，获得均匀分散的纳米TiB₂增强医用镁合金复合材料粉末；

(2)采用惰性气体辅助保护的真空热压烧结工艺，将所述复合材料粉末制成棒料；

(3)通过等离子旋转电极工艺，将步骤(2)中所得棒料制备成高球形度镁基纳米复合材料成形粉末；

(4)获取患者的骨植入体三维模型，通过激光选区熔化工艺，在高纯氩气及高纯氮气混合气氛条件下，将所述镁基纳米复合材料成形粉末成形得到原位纳米TiN、BN陶瓷相协同强韧化的镁基纳米复合材料骨植入体。

2.根据权利要求1所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，步骤(1)中，所述医用镁合金粉末与纳米TiB₂粉末的质量比为50:1～500:1。

3.根据权利要求1或2所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，所述纳米TiB₂粉末粒径为10～100nm。

4.根据权利要求1或2所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，所述医用镁合金为Mg-Zn合金、Mg-Ca合金或Mg-Al合金。

5.根据权利要求1所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，步骤(1)中，利用湿磨高能球磨工艺进行混合球磨，其中，球磨介质为无水乙醇，磨球为氧化铝或氧化锆材料。

6.根据权利要求1所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，步骤(2)中，所述真空热压烧结工艺条件为：以高纯氩气为保护气体，真空度低于10^-2Pa，压力为100～1000kgf，烧结温度为550～650℃。

7.根据权利要求1所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，步骤(3)中，所述等离子旋转电极工艺条件为：转速为10000～20000rpm。

8.根据权利要求1所述的激光原位强韧化镁基纳米复合材料骨植入体，其特征在于，步骤(4)中，所述激光选区熔化工艺条件为：高纯氩气与高纯氮气流量比为100:1～300:1，激光体能量密度为80～200J/m³。