[发明专利]一种适用于常压烧结法的碳纤维/碳化硅/羟基磷灰石人工骨复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种适用于常压烧结法的碳纤维/碳化硅/羟基磷灰石人工骨复合材料的制备方法。首先表面改性CF，接着在CF表面涂覆SiC涂层并与纳米HA粉体混合制成SiC‑CF/HA压片，最后通过常压烧结制备三相CF/SiC/HA复合材料。本发明设计目的明确、思路新颖、制备工艺过程简单、设备要求低、能耗较小，克服了热压烧结所得CF/HA复合材料与人骨性能匹配性较差等问题，为该材料在临床上的应用奠定了一定的研究基础。

主权项

一种适用于常压烧结法的碳纤维/碳化硅/羟基磷灰石人工骨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：表面改性CF；首先将CF完全浸入由HNO3溶液、HCl溶液、H2SO4溶液和H2O2溶液所组成的混合酸溶液中，在常温下超声处理后用蒸馏水洗净；然后将混合酸改性后的CF浸没在NaOH溶液中恒温处理；最后，取出CF用蒸馏水洗净并干燥得到表面改性后的CF；步骤2：CF表面SiC涂层的制备；将步骤1中表面改性后的CF置于低压化学气相沉积炉中作为SiC涂层的沉积基体，以三氯甲基硅烷作为反应气体，设备检查完毕后，先通入Ar和H2，到达预设的沉积温度后，通过鼓泡法利用H2将三氯甲基硅烷送入混气罐中与Ar、H2充分混合后进入炉内的沉积区域开始SiC涂层的沉积，沉积完成后，关闭三氯甲基硅烷和鼓泡H2气阀，保持Ar和反应H2气路开通，然后启动降温程序，待炉体温度降至室温后，通入空气恢复炉体气压至常压得到表面沉积有SiC涂层的CF试样，即SiC‑CF，其中SiC涂层厚度为0.3‑1.0μm；步骤3：SiC‑CF/HA压片的制备；将步骤2中所制得的SiC‑CF加工成短切纤维后加入至纳米HA粉体中，在球磨混合机中制成SiC‑CF质量分数为0.5％～1.0％的SiC‑CF/HA复合粉体；将SiC‑CF/HA复合粉体移入模具中，采用模压法将其压制成型，制成SiC‑CF/HA压片；步骤4：CF/SiC/HA复合材料的制备；将步骤3中所制得的SiC‑CF/HA压片进行烧结成型，烧结完成后降至室温即得到CF/SiC/HA复合材料。