[发明专利]一种多层生物复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种多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。本发明所述生物复合材料以钛合金为基体，钛合金+羟基磷灰石为中间层，羟基磷灰石为生物陶瓷表层；工艺步骤如下将钛、铌、锆粉末机械合金化球磨后烘干，得到基体混合粉末；将钛、铌、锆粉末机械合金化后，添加羟基磷灰石球磨混粉后烘干，得到中间层混合粉末。将基体混合粉末、中间层混合粉末及羟基磷灰石粉末分别装入石墨模具的下层、中层与上层，然后利用放电等离子炉烧结，随炉冷却即得多层生物复合材料。利用本发明所制备的多层复合材料既具有与人骨相当的力学性能又大大提高了材料的生物活性；本发明工艺洁净、简单、成本低廉，易于实现产业化。

主权项

一种多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）按成分配比称取钛合金基体以及中间层的Ti、Nb、Zr的粉末分别放入球磨罐，用酒精密封抽真空至20~30Pa后球磨；其中钛合金基体的粉末进行机械合金化球磨10~12h后烘干，得到基体混合粉末；将中间层的金属粉末机械合金化6~8h后，再添加羟基磷灰石球磨混粉1~2h后烘干，得到中间层混合粉末；（2）将步骤（1）中的基体混合粉末、中间层混合粉末以及羟基磷灰石粉末分别装入石墨模具的下层、中层与上层，压实后置入放电等离子烧结炉中，在轴向压力45~60MPa、真空度2~10Pa条件下，通过分段式升温加热至烧结温度1050~1200℃，保温10~15min，然后继续保持真空直至冷却至室温即得多层生物复合材料；所述多层生物复合材料，以钛合金为基体，钛合金‑羟基磷灰石生物复合材料为中间层，羟基磷灰石为生物陶瓷表层；钛合金基体中Ti的质量百分比为60~73%、Nb的质量百分比为25~34%、Zr的质量百分比为2~6%，中间层中Ti的质量百分比为35~42%、Nb 的质量百分比为25~34%、Zr的质量百分比为2~6%，HA的质量百分比为25~30%，生物陶瓷表层为HA；步骤（3）所述分段式升温是先以100℃/min升温速率升至900℃，再以25~50℃/min的升温速度升温至烧结温度。