[发明专利]一种Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节及其制备方法

摘要

本发明涉及一种Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节及其制备方法，属于生物医用材料技术领域；具体包括钛合金人工骨关节基体和钛合金人工骨关节基体上附着的类金刚石涂层，类金刚石涂层由金属结合层Cr、中间过渡层CrN和顶层功能层Mo‑DLC构成；Cr金属结合层采用多弧离子镀技术制备，中CrN过渡层采用多弧离子镀技术制备，功能层Mo~DLC采用多弧离子镀结合单极脉冲直流磁控溅射技术制备；制备方法包括钛合金人工骨关节的辉光清洗、金属层的沉积、渡层的沉积、功能层的沉积、冷却五个步骤；采用该方法制备的人工骨关节，具有硬度高，耐磨性好、低摩擦系数、抗粘着性、抗疲劳性好、低内应力的性能同时具有优良的生物相容性。

主权项

一种Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)钛合金人工骨关节的辉光清洗：当腔室本地真空达到1×10‑4～8×10‑4Pa时，通入氩气并通过气体流量计控制氩气气压在1.2～3.2Pa，衬底温度100～300℃，开启基体偏压在700～1200V，对经过超声清洗的钛合金人工骨关节进行辉光清洗；(2)金属层的沉积：辉光清洗结束后，偏压降到300～500V，开启多弧Cr金属靶控制电流在30～70A，沉积20～50纳米厚的Cr金属结合层；(3)过渡层的沉积：金属层沉积结束后，关闭氩气，通入N2并通过气体流量计控制N2气压在0.4～1.5Pa，基体温度80～200℃，基体架转速5～10rpm，开启多弧Cr靶电流在40～60A，沉积100～300纳米厚的CrN过渡层；(4)功能层的沉积：CrN过渡层沉积结束后，关闭氮气，通入氩气，通过气体流量计控制氩气气压在0.6～1.3Pa，调整基体温度在100～300℃，开启脉冲直流磁控溅射Mo靶并控制靶电流在3～6A，开启脉冲直流磁控溅射C靶并控制靶电流在5～10A，沉积800～2000纳米厚的Mo金属掺杂复合类金刚石涂层；(5)冷却：沉积结束后，自然冷却，得到Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节。