[发明专利]一种羟基磷灰石活化钛合金表层生物复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种羟基磷灰石活化钛合金表层生物复合材料及其制备方法，属于生物医用材料制备领域。其特征在于，该表层复合材料以钛合金为基体，羟基磷灰石+钛为生物活性层。工艺步骤如下将钛合金基体粉末与生物活性层粉末分别进行械合金化与球磨混粉后烘干，将烘干后的基体混合粉末、生物活性层混合粉末分别装入石墨模具下层与上层（如图），然后置于放电等离子烧结炉中烧结，冷却至室温即得表层生物复合材料。烧结过程中轴向压力30~40MPa，烧结温度1100℃~1250℃，保温10~15min。本发明制备的表层复合材料中复合层与基体为化学冶金结合，界面结合强度高，可解决生物陶瓷涂层容易脱落等问题；其制备过程洁净、工艺简单、成本低廉，易于实现工业化生产。

主权项

一种羟基磷灰石活化钛合金表层生物复合材料的制备方法，其特征在于，具体工艺步骤如下：（1）按成分配比称取的钛、铌、锆粉末放入球磨罐中，酒精密封后抽真空至20~30Pa，进行机械合金化6~8h后取出，放入真空下烘干得到钛合金基体混合粉末，备用；（2）按成分配比称取的羟基磷灰石与钛的粉末后放入球磨罐中，酒精密封后抽真空至20~30Pa，进行混粉1~2h后取出，放入真空下烘干得到生物陶瓷层混合粉末，备用；（3）将步骤（1）得到的钛合金基体混合粉末装入石墨模具的下层，步骤（2）得到的生物陶瓷层混合粉末装入石墨模具上层，然后压实；（4）将步骤（3）中装有混合粉末的石墨模具置入放电等离子烧结炉中，在轴向压力为30~40MPa、真空度为2~10Pa条件下，先以100℃/min升温至900℃，再以30~50℃/min的升温速率加热至烧结温度1100℃~1250℃后，保温10~15min，烧结完毕后继续保持真空直至冷却至室温取样；所述钛合金表层生物复合材料包括钛合金基体、生物活性层，其中，钛合金基体中Ti 的质量百分比为60～74%、Nb的质量百分比为13~34%、Zr的质量百分比为4～13%；生物活性层中羟基磷灰石的质量百分比为85%~95%、Ti 的质量百分比为5%~15%。