[发明专利]一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法

权利要求书

1.一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其步骤如下：

(1)微弧氧化涂层的制备：将直径10～20mm、厚度1.5～3.0mm的TC4样品打孔，孔径为1.5～3.0mm，再依次用400、1200、2000目碳化硅砂纸打磨，去除TC4样品表面的氧化膜；然后依次用乙醇、去离子水分别超声清洗10～20分钟，烘干后完成前处理；

(2)将前处理后的TC4样品作为电解阳极浸入到电解槽的微弧氧化电解液中，电解槽作为电解阴极，微弧氧化电解液为磷酸盐及钙盐的去离子水溶液，磷酸盐的浓度为4.5～6.4g/L，钙盐的浓度为8～40g/L，电解液温度为10～25℃；在TC4样品上施加方形脉冲进行2～8分钟的氧化，从而在TC4样品表面形成陶瓷膜；方形脉冲的正向脉冲电压为250～400 V，负向脉冲电压为30～80 V，正向脉冲电压和负向脉冲电压的频率相同，为200～1000 Hz，占空比为12～35％；最后将微弧氧化后的TC4样品取出后依次用乙醇、蒸馏水超声清洗并用氮气吹干，从而在TC4表面制备得到生物活性磷酸钙陶瓷涂层；

(3)钛合金表面功能离子掺杂涂层的制备：将2～10g功能离子盐和2～5g硼酸加入到100mL水中，用碱性溶液调节pH至7～10；然后将该溶液转移到反应釜中，将步骤(2)得到的TC4样品浸入到该溶液中，再将反应釜在130～200℃下加热2～10h；待反应釜自然冷却至室温后取出TC4样品，并将TC4样品在去离子水中超声20～40分钟，用去离子水冲洗，最后在50～80℃条件下真空干燥1.5～3h，从而在TC4表面制备得到含功能离子的磷酸钙陶瓷涂层。

2.如权利要求1所述的一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其特征在于：磷酸盐为β-甘油磷酸钠、磷酸氢二胺、磷酸二氢胺、磷酸铵中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其特征在于：钙盐为葡萄糖酸钙、醋酸钙、硝酸钙、氯化钙中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其特征在于：功能离子盐为葡萄糖酸铜、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸钙、硝酸铈、硝酸镁、硝酸锶、氢氧化钙、氢氧化锶中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其特征在于：碱性溶液为氨水或1 M氢氧化钠溶液。

6.如权利要求1所述的一种在钛合金表面快速引入功能离子的方法，其特征在于：步骤(1)中所述电解液的温度为10～15℃，氧化时间为2～6分钟。