[发明专利]一种高性能生物可降解Zn-Cu-Ti-xFe合金及应用

权利要求书

1.一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述Zn-Cu-Ti-xFe合金中的合金化元素质量百分含量小于等于3%，且合金的极限抗拉强度大于等于200MPa、延伸率大于等于35%；所述合金在PBS溶液中的条件下，体外的降解率小于等于300μm/y；所述合金中存在FeZn₁₃相。

2.根据权利要求1所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：FeZn₁₃相以板状的形式存在，且FeZn₁₃相的尺寸均值为10-20微米的等轴晶粒；FeZn₁₃相的存在降低了Zn-Cu-Ti合金的力学性能，但是随着该FeZn₁₃相的增加，Zn-Cu-Ti合金的拉伸性能呈现增长的趋势。

3.根据权利要求1所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述合金通过真空封管熔炼；然后通过热轧得到产品；

所述真空封管熔炼为：按设计组分配取铁源、钛源、铜源、锌源，将所配取的原料装入到充入惰性气体的容器中；利用自制旋转熔炼设备，采用三步保温旋转加热法制备产品；所述三步保温旋转加热法为：以5-10℃/min的升温速率升温至500-700℃，然后分别保温185±20min、245±30min和365±40min；且在以上三个保温时间内分别进行自旋转；具体旋转方式为：在0-125min的加热过程中，沿顺时针方向旋转，然后在125-185min，185-245min和245-365分钟时，按照交叉旋转方式，即10min顺时针旋转，10min逆时针旋转，依次交叉进行；旋转速度均为5-10r/min。

4.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：熔炼容器为圆柱形，且装入原料后，原料占熔炼容器体积的80-98%。

5.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述合金在模拟体液中均匀降解，降解速率为1.2～5μm/y。

6.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金中Fe的质量百分含量为0.1~0.5%、优选为0.3-0.5%。

7.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述铁源为纯铁粉；其粒径为15-53μm；

所述钛源为钛粉；其粒径为15-53μm；

所述铜源为黄铜颗粒；所述锌源为锌粒；

黄铜颗粒和锌颗粒均为球形，其粒径均为0.5-1.2mm。

8.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所述热轧的条件为：以真空封管熔炼所得初步产品为对象，将其在340℃-500℃退火10-12h之后空冷，然后轧制温度为250℃-280℃，每轧制1道次，便放回炉内继续保温至250℃-280℃，再进行下一道次轧制，总共轧制10-12道次，总变形量为85-90%，最后得到的锌合金板厚度为2-2.2mm。

9.根据权利要求3所述的一种可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金；其特征在于：所得成品的屈服强度为150~200MPa、极限抗拉强度为200~250MPa；平均延伸率大于等于40%、显微硬度为65-100HV_0.2；

所得成品中的含Fe化合物细化至平均等效直径小于36μm，平均长度小于80μm，最大长度小于200μm；细化后，平均等效直径降为原来的10～50％，平均长度降为原来的5～74％；

所得产品在室温中的磨损率为（192~825）×10^-6 mm³/ (N·m)。

10.一种如权利要求3-9任意一项所述可降解生物医用Zn-Cu-Ti-xFe合金的应用，其特征在于：所述应用，包括将其用作心血管支架。