[发明专利]一种钛及钛合金表面的复合梯度涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1,在钛或者钛合金表面采用热电化学氧化的方式原位生成第1梯度涂层，第1梯度涂层的为TiO₂；

S2,在第1梯度涂层表面采用射频等离子喷涂的方式形成第2梯度涂层，形成复合梯度涂层，第2梯度涂层的为HA-ZrO₂；

S3,将步骤S2中获得的表面具有复合梯度涂层的钛或钛合金，进行高温热处理。

2.如权利要求1所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，包括选自下组的一个或者多个特征：

(1)钛合金为低模量β钛合金，低模量钛合金包括：Ti-35Nb-7Zr-5Ta、Ti-51Zr-18Nb、Ti-13Mo-7Zr-3Fe、Ti-6Al-2Nb-2Ta-1Mo中的一种或多种；

(2)在热电化学氧化前，先将钛或者钛合金用砂纸进行打磨，再进行除油清洗；

(3)在第1梯度涂层中存在采用相同的方式形成的第a梯度涂层；

(4)热电化学氧化的电源类型包括：直流、单相脉冲、交流、不对称交流、双向不对称脉冲电源，电解液体系包括：硅酸盐体系、硼酸盐体系、铝酸盐体系，电解液温度设定为：10℃-50℃。

3.如权利要求2所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，在第a梯度涂层中TiO₂的厚度小于第a-1梯度涂层中TiO₂的厚度，在第a梯度涂层中TiO₂的厚度大于第a+1梯度涂层中TiO₂的厚度，单个TiO₂涂层的厚度为：20-75微米。

4.如权利要求2所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，热电化学氧化的电源采用直流脉冲电源，电解液体系为硅酸盐体系，所述硅酸盐体系包括：KOH、Na₂SiO₃、KF、H₂O₂、甘油和去离子水，KOH、KF和H₂O₂的浓度范围为：1-10g/L，Na₂SiO₃的浓度范围为：1g/L-30g/L，甘油的浓度范围为0.5-4g/L，电解液温度设定为：18℃-25℃。

5.如权利要求1所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，将HA与ZrO₂烧结后磨成粉末，射频高温熔化后，喷涂在第1梯度涂层表面。

6.如权利要求5所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，将HA与ZrO₂两种材料粉末压坯加热到熔点,随后冷却至室温，再磨成粉末。再将该粉末放入喷涂机中，采用射频热消融粉末，将材料加热到熔化态，随后通过气流将其喷射到第1梯度涂层表面形成均匀致密的第2梯度涂层。

7.如权利要求1所述的钛及钛合金表面的复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，将步骤S2中获得的表面具有复合梯度涂层的钛及钛合金，置于电阻炉中，控制温度在550-650℃进行热处理，得到医用的表面具有复合梯度涂层的钛或钛合金。

8.一种钛及钛合金表面的复合梯度涂层，其特征在于，包括：在钛或者钛合金表面原位生成第1梯度涂层，在第1梯度涂层上生成第2梯度涂层，形成复合梯度涂层，第1梯度涂层为在钛或者钛合金表面采用热电化学氧化的方式原位生成的TiO₂涂层，第2梯度涂层为在第1梯度涂层表面采用射频等离子喷涂的方式喷涂上HA-ZrO₂涂层。