[发明专利]一种在镍钛合金表面制备二氧化锰涂层的方法

说明书

本发明公开了一种在镍钛合金表面制备二氧化锰涂层的方法，将预处理后的镍钛合金丝置于氢氧化钠溶液中浸泡以去除表面的有机污染物，再置于草酸溶液中浸泡以对镍钛合金丝表面进行刻蚀进而形成均匀的纳米级凹凸不平结构；将镍钛合金丝置于无水乙醇与水的混合溶液中，再加入KMnO₄溶液配制浸渍液并于室温静置，重复浸渍及清洗过程3‑5次，最后干燥得到表面负载二氧化锰晶体的镍钛合金丝。本发明操作工艺简单易行，可重复性好，所需试剂材料价廉易得；制备的二氧化锰晶体呈现规则的球形颗粒状，大小匀称，分布均一，材料稳定性好，能够在镍钛合金表面制出一层厚度适当、表面无明显裂纹且粗糙结构紧密均匀的二氧化锰涂层。

技术领域

本发明属于生物医用新功能材料的制备技术领域，具体涉及一种在镍钛合金表面制备二氧化锰涂层的方法。

背景技术

NiTi形状记忆合金是当前新功能材料领域研究的一大热点。由于其超弹、阻尼及耐磨耐腐蚀等优异的综合性能，镍钛合金被广泛应用于许多领域，特别在医学领域，NiTi形状记忆合金具有较高的力学性能和生物相容性，是一种很有前途的生物医学材料，在骨科、妇产科等领域都有较为广泛的应用。然而，在人体体液这样一个复杂的腐蚀环境内，生物合金材料会受到一定腐蚀从而对人体健康带来一定危害。因此，提高镍钛合金在复杂环境中的稳定性成为一个新的研究方向。锰作为人体必需微量元素，在镍钛合金表面制备氧锰涂层可有效保护金属，同时对人体无害，且价格低廉，环境友好。

二氧化锰作为锰元素最稳定的氧化物，晶体结构多样，应用广泛。在镍钛合金材料表面制备MnO₂涂层，既可以保持镍钛合金优良的记忆属性，而且可以有效防止其在复杂的人体体液环境中被腐蚀，优化了镍钛合金材料的功能，同时也拓展了二氧化锰材料的应用范围，具有深远的研究意义。现如今制备二氧化锰的方法非常多样，对于钛基Mn系氧化物涂层电极的制备，常采用利用硝酸锰或碳酸锰在高温下分解为二氧化锰和二氧化氮的原理进行制取的热分解法（张招贤.二氧化锰涂层钛阳极的研制[J].广东有色金属学报,1991(02):119-123.）和利用电化学的方法使Mn²⁺被氧化为MnO₂从而沉积在基体上的电沉积法（Electrochimica acta. 1960, 2(1-3): 22-49）热分解法过程繁琐复杂，而且需要用于涂敷基体的溶液大多腐蚀性较强，很容易侵蚀基体本身，另外烧结温度可能对基体产生较大影响：温度高使氧化膜致密不利于形成缺陷，造成材料性能低；温度低使氧化不充分造成稳定性差；电沉积法所得涂层材料催化活性不够理想。申请号为CN201910030002.8的专利文献公开了一种超疏水二氧化锰涂层制备方法，该方法以硫酸锰为原料，利用界面反应特性采用简便快捷溶液浸渍法，在镁合金材料表面合成二氧化锰涂层，然后用硬脂酸疏水化处理后制得超疏水二氧化锰涂层。但目前几乎没有在钛镍合金表面制备MnO₂涂层的相关文献报道，本发明通过对NiTi合金材料本身的性质进行研究，参照其它文献中制备二氧化锰的方法，选择参考可能有效的方法并做适当调整以适应实际需求，最终在镍钛合金表面制备出结构紧密均匀且表面无明显裂纹的二氧化锰涂层。

综上，目前制备二氧化锰的方法非常多样，但在合金表面制备二氧化锰涂层的尚属少数，尤其是在镍钛合金表面制备二氧锰涂层的实例尚处于空白，因此在镍钛合金表面制备二氧化锰涂层、优化镍钛合金功能可以进一步提升其在抗凝心血管诊疗器材中的应用，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种在镍钛合金表面制备二氧化锰涂层的方法，该方法采用价廉易得的化学试剂制备出了表面无明显裂纹、结构紧密均匀、缺陷较低且粗糙度合适的二氧化锰涂层。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种在镍钛合金表面制备氧锰涂层的方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1，将镍钛合金丝打磨至表面光滑、亮泽，依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗各5min，干燥后备用；