[发明专利]碳纤维表面具有多级孔洞结构和纳米级微结构的羟基磷灰石生物涂层及高沉积速率制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维表面具有多级孔洞结构和纳米级微结构的羟基磷灰石生物涂层，其特征在于：碳纤维表面设有多级孔洞结构，多级孔洞结构外层为纳米级微结构，多级孔洞结构和纳米级微结构中的空隙填充羟基磷灰石生物涂层；多级孔洞结构包含C缓冲层和C孔洞层；所述纳米级微结构是SiC@C核壳结构；

所述碳纤维表面具有多级孔洞结构和纳米级微结构的羟基磷灰石生物涂层的制备步骤如下：

步骤1：将碳纤维置于化学气相沉积炉内，以5-10℃/min的速率升温至900-1000℃，然后通入流量为0.1-0.3L/min的甲烷和流量为0.5-0.8L/min的氩气，沉积时间为20-60分钟，所得样品为A；

步骤2：再将A置于真空管式炉中，通入流量为200-300ml/min的氩气，然后以5-10℃/min的升温速度升温至1000-1100℃，然后通入流速为5-10L/h的乙醇，沉积时间为5-20分钟，所得样品为B；

步骤3：再将B完全浸泡在含碳化硅纳米线的溶液中，浸泡时间为24-48小时，取出自然干燥得到样品D；所述含碳化硅纳米线的溶液是：将碳化硅纳米线按照浓度为0.1-0.3g/L分散入丙酮中；

步骤4：再将样品D置于真空溅射设备中，真空溅射采用石墨靶材，首先用氩离子对D清洗10-15分钟，然后在电流为0.1-0.5A、氩气流量为10-30ml/min的条件下沉积10-60分钟，所得样品为E；

步骤5：再将样品E置于喷碳仪中，在压强为1×10^-2-6×10^-2Pa，电流为3-5mA条件下喷碳10-40秒得到样品F；

步骤6：再将样品F置于硝酸钙和磷酸二氢铵的混合溶液中，以石墨作为阳极，F作为阴极，阴极与阳极之间距离为20-80mm，施加电压为3-6V，沉积时间为20-60分钟，沉积温度为50-80℃，反应结束即可得到一种碳纤维表面具有多级孔洞结构和纳米级微结构的羟基磷灰石生物涂层。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面具有多级孔洞结构和纳米级微结构的羟基磷灰石生物涂层，其特征在于：所述硝酸钙和磷酸二氢铵的混合溶液是：将磷酸二氢铵溶于水中配制10-30mmol/L的溶液，按照硝酸钙和磷酸二氢铵的摩尔比为1-2配制硝酸钙溶液，将硝酸钙溶液与磷酸二氢铵溶液混合。