[发明专利]一种碳基复合材料人工骨修补材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳基复合材料人工骨修补材料，其特征在于：在碳基多孔材料表面依次为陶瓷层和热解碳层；

所述碳基多孔材料为碳纤维/碳复合材料；所述碳纤维/碳复合材料由多层碳纤维布和碳纤维网交叉叠层针刺复合或者由多层单一碳纤维网叠层针刺复合形成的碳纤维织物及其内部的碳基体构成；所述陶瓷层由Ti、Si、W、Cr、Ta、Zr中至少一种与低温碳层在1000℃～1500℃高温下形成；

所述陶瓷层的厚度为3μm~15μm；

所述热解碳层的厚度为5μm~50μm；

所述碳基复合材料人工骨修补材料通过以下方法制备得到：在仿形人工骨的碳基多孔材料基体表面依次通过磁控溅射生成金属层和通过磁控溅射或等离子增强化学气相沉积生成低温碳层后，进行高温热处理使金属层和低温碳层形成陶瓷层，再化学气相沉积热解碳层，即得。

2.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料人工骨修补材料，其特征在于：所述碳纤维/碳复合材料的孔隙率为40%~60%。

3.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料人工骨修补材料，其特征在于：所述金属层通过磁控溅射生成，生成条件为：真空度为1×10^-1Pa ~5×10^-1Pa；工件负偏压为50V~200V；Ar流量为20sccm~200sccm；金属靶材，纯度不低于99wt%，功率为1kW~5kW；料台公转速度为10r/min~30r/min；沉积温度为200℃~400℃；沉积时间为30min~300min；所述金属靶材为Ti、Si、W、Cr、Ta、Zr中至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料人工骨修补材料，其特征在于：

所述低温碳层通过磁控溅射生成，生成条件为：真空度为1×10^-1Pa~5×10^-1Pa；工件负偏压为10V~200V；Ar流量为50sccm~120sccm；石墨靶功率为1kW~3kW；石墨靶纯度不低于99.99wt%；料台公转速度为10r/min~30r/min；加热温度为80℃~200℃；沉积时间为60min ~600min；

或者，

所述低温碳层通过等离子增强化学气相沉积生成，生成条件：真空度为1×10^-1Pa ~5×10^-1Pa；工件负偏压为10V~200V；Ar流量为50sccm~120sccm；离子源功率为0.5kW~5kW；烃类气体流量为10sccm~500sccm；加热温度为80℃~300℃；沉积时间为60min~600min。

5.根据权利要求1所述的一种碳基复合材料人工骨修补材料，其特征在于：所述热解碳层通过化学气相沉积生成，生成条件为：采用气体碳源，在900℃~1500℃温度下沉积10h~100h。