[发明专利]一种钛基材料表面生物压电涂层的制备方法

权利要求书

1.一种钛基材料表面生物压电涂层的制备方法，其特征在于，采用阳极氧化法在钛基材料表面制备二氧化钛纳米管涂层，并用盐酸进行超声处理；之后加入碱性水热溶液中进行水热反应；最后清洗干燥，即可在钛基材料表面形成生物压电涂层；

具体按照以下步骤实施：

步骤1，对钛基材料进行预处理；

使用SiC砂纸将钛基材料打磨至表面光滑，然后浸入酸性洗液中进行化学抛光，直至无气泡产生，采用蒸馏水进行超声清洗，烘干，得到预处理后的钛基材料；

步骤2，利用阳极氧化法在钛基材料表面制备TiO₂纳米管阵列涂层；

将氟化铵和去离子水加入乙二醇中搅拌均匀，得到电解液；以铂片为阴极，以预处理后的钛基材料为阳极，固定阳极和阴极之间的距离，控制两次阳极氧化的电压、反应时间，使钛基材料发生两次阳极氧化反应；第一次阳极氧化结束后对钛基材料进行清洗，再进行第二次阳极氧化，得到具有无定型二氧化钛纳米管涂层的钛基材料，之后将得到的钛基材料清洗并进行退火处理，即可在钛基材料表面制备TiO₂纳米管阵列涂层；

第一次阳极氧化的电压为40～60V，时间为1h～4h；第二次阳极氧化的电压为40～60V，时间为0.5h～1h，阳极与阴极的距离均为5～30mm；

步骤3，对TiO₂纳米管阵列涂层进行前处理；

将具有TiO₂纳米管阵列涂层的钛基材料放入盐酸中进行超声处理，控制超声时间，进行前处理，之后将得到的TiO₂纳米管阵列涂层清洗干净，即可得到前处理后的TiO₂纳米管阵列涂层；

盐酸的浓度为1mol/L，超声时间为0.3～0.5h；

步骤4，利用水热法在钛基材料表面形成生物压电涂层；

将涂层原料与蒸馏水混合均匀，得到混合液，以NaOH溶液为缓冲剂，将混合液pH调节至10～14，并搅拌一段时间，得到水热溶液；将前处理后的具有TiO₂纳米管阵列涂层的钛基材料和水热溶液加入不锈钢高压釜内衬中，使钛基材料发生水热反应，反应完成后，将得到的产物清洗干燥，即可得到在钛基材料表面形成生物压电涂层；

涂层原料为钡盐、ZrCl₂O·8H₂O和CaCl₂；钡盐为BaCl₂·H₂O或者BaCO₃；

钡盐、ZrCl₂O·8H₂O、CaCl₂、蒸馏水的质量比为70～90：5～10：10～15：1800～2100；前处理后的TiO₂纳米管阵列涂层和水热溶液的质量比为8～10：700～900。

2.根据权利要求1所述的一种钛基材料表面生物压电涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钛基材料为钛片、钛钉或者钛合金支架；酸性洗液由体积比为4：10：1的浓硝酸、去离子水和氢氟酸混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种钛基材料表面生物压电涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，氟化铵、去离子水和乙二醇的质量比为8～20：30～150：2000～2250；退火温度为400～500℃，退火时间为2～3h。

4.根据权利要求1所述的一种钛基材料表面生物压电涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，NaOH溶液的浓度为1～10mol/L；搅拌温度为20～30℃，搅拌时间为10～14h；水热反应温度为180～240℃，水热反应时间为10～24h；干燥温度为80～110℃，干燥时间为8～12h。