[发明专利]一种钛合金表面医用涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛合金表面医用涂层的制备方法，以Ti6Al4V钛合金为基底，采用Ta₂O₅靶材、Ti靶材和Cu靶材,经磁控溅射制备而成。本发明制备的Cu‑Ta₂O₅/Ta₂O₅/Ta₂O₅‑TiO₂/TiO₂/Ti多层涂层界面应力小，膜基结合强度高，具有良好的耐腐蚀性能和抗菌性能。

技术领域

本发明涉及钛合金表面医用涂层技术领域，更具体地，涉及一种钛合金表面医用涂层的制备方法。

背景技术

Ti6Al4V钛合金在耐腐蚀、力学、机械加工等方面具有良好的综合性能，广泛应用于航空航天，化学和生物医学工程等领域，并成为医用植入体的首选材料。但是，临床研究发现，服役期间的Ti6Al4V钛合金会被体液腐蚀，并释放有毒、副作用的铝，钒等金属离子，诱发人体产生炎症、过敏和中毒等反应，严重时导致植入手术失败。另外，在手术过程中，细菌会粘附在植入体表面进行繁殖并形成生物膜，造成术后感染。因此，提高Ti6Al4V钛合金的耐腐蚀性能和抗菌性能，使其满足临床应用的要求，是Ti6Al4V钛合金植入材料急需攻克的难题。公开号为CN108866489A的中国专利公开了一种具有抗菌功能的钛合金纳米涂层及其制备方法，在钛合金基体上形成具有抗菌功能的钛铜铈纳米涂层，使基体获得广谱抗菌功能涂层。但是，长期植入过程中，由于涂层和基底的结合强度有限，钛合金表面的涂层容易剥落，诱发炎症，对患者造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种钛合金表面医用涂层的制备方法，通过在涂层与基底之间添加中间层，降低涂层和基体间的界面应力，有效提高涂层结合强度。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的钛合金表面医用涂层，具有良好的耐腐蚀性和抗菌性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种钛合金表面医用涂层的制备方法，所述涂层为Cu-Ta₂O₅/Ta₂O₅/Ta₂O₅-TiO₂/TiO₂/Ti多层涂层，所述涂层的制备方法包括以下步骤：

S1.对钛合金、Ta₂O₅靶材、Ti靶材和Cu靶材分别进行预处理；

S2.以钛合金为基底，Ti靶材作为溅射原材料，氩气作为溅射气体，采用直流溅射、射频溅射或中频溅射制备Ti涂层；

S3.以Ti靶材作为溅射原材料，分别通入溅射气体氩气和反应气体氧气，采用直流反应溅射、射频反应溅射或中频反应溅射在Ti涂层上制备TiO₂涂层；

S4.以Ti靶材和Ta₂O₅靶材作为溅射原材料，氩气作为溅射气体，氧气作为反应气体，采用直流反应溅射、射频反应溅射或中频反应溅射得到TiO₂，采用射频溅射得到Ta₂O₅，在TiO₂涂层上制备Ta₂O₅-TiO₂复合涂层；

S5.以Ta₂O₅靶材作为溅射原材料，氩气作为溅射气体，采用射频溅射在Ta₂O₅-TiO₂涂层上制备Ta₂O₅涂层；