[发明专利]一种等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法

说明书

本发明公开了一种等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法,包括以下步骤:S1、制备粉末；S2、对步骤S1所得的粉末进行干燥处理；S3、将基体进行去油、喷砂、清洗及干燥处理；S4、采用等离子喷涂法将干燥处理后的粉末沉积在经步骤S3处理后并加载有一定磁感应强度磁场的基体材料上，即得涂层。本发明通过在等离子喷涂过程中对基体加载一定磁感应强度磁场，由于磁场的作用抑制了羟基磷灰石熔滴的分解，促进了涂层的晶化，所得涂层的晶化程度也有显著提高，涂层的生物活性也得到了较大程度的提高,在模拟体液浸泡过程中钙、磷元素更易于与涂层间产生离子交换且涂层性能稳定不易溶解，且工艺制备过程简单,易于实现,极大的降低了成本。

技术领域

本发明涉及生物医药材料制备领域，具体涉及一种等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法。

背景技术

羟基磷灰石(Hydroxyapatite)，化学式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，简称HA，是六方晶系，晶胞参数为a＝b＝0.9432nm，c＝0.6881nm,属L6PC对称型和P63/m空间群,其Ca/P比为1.67，为人体骨骼的主要组成成分，在人骨中含量占比约为70％，具有优良的生物活性，能够与骨形成天然的骨性结合并长出新组织，是一种重要的生物医用材料。然而，羟基磷灰石的弯曲强度和断裂韧性差，其在体内的植入应用受到限制。因此，将羟基磷灰石在金属基体表面沉积成涂层是该材料的一种重要的应用形式。

现有的技术手段，通常是从成分调控或控制后处理工艺的方式来改善羟基磷灰石涂层的综合性能,磁场往往应用于其他形式及其他材料的制备过程中，通过控制晶体取向或成分分布的方式来影响材料的功能性能。

等离子喷涂具有可喷涂材料范围广、沉积效率高、对基体热影响小、涂层厚度精确可控且不受基体形状或面积的限制等特点，被广泛应用于涂层材料的制备。同时，等离子喷涂亦是制备羟基磷灰石涂层的重要方法之一。但是，在羟基磷灰石涂层的等离子喷涂沉积过程中，羟基磷灰石往往由于在高温等离子束流的加热作用下分解成磷酸三钙等含钙化合物；在之后的快速凝固过程中形成大量非晶，导致涂层的生物活性有限，在体液环境中容易分解。因此，等离子喷涂羟基磷灰石涂层往往需要通过后续的水蒸气环境下的热处理等后处理手段促进其晶化来提高涂层的生物性能。但是，后处理的手段往往导致晶粒长大或恶化涂层与基体的结合强度，工艺过程复杂，成本亦相应提高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层的方法，包括以下步骤:

S1、制备粉末；

S2、对步骤S1所得的粉末进行干燥处理；

S3、将基体进行去油、喷砂、清洗及干燥处理；

S4、采用等离子喷涂法将干燥处理后的粉末沉积在经步骤S3处理后并加载有一定磁感应强度磁场的基体材料上，即得涂层。

优选的，所述步骤S1中的粉末选自羟基磷灰石粉末，粉末的制备方法是喷雾干燥法或球磨法，粉末粒径范围为5μm～200μm。

优选的，所述步骤S3中的基体是TC4合金、钴基合金或不锈钢。

优选的，所述的步骤S3中喷砂处理时，喷砂颗粒成分主要是氧化铝或石英砂，颗粒粒径为60～200目，喷砂压力为0.1MPa～0.8MPa。

优选的，所述的步骤S2或步骤S3中的干燥方法是在100℃以下的真空或惰性气氛环境下对其进行干燥处理；所述的惰性气体为氮气或氩气。