[发明专利]一种Cu/Zn共注入TiN包裹钛合金的制备方法及应用

摘要

本发明提供一种铜(Cu)离子、锌(Zn)离子共注入TiN包裹的钛合金的制备方法及其在延长骨种植体使用寿命方面应用。该方法的特征在于采用等离子体浸没离子注入技术（PIII）预先在钛合金表面沉积一层氮化钛（TiN），然后通过PIII技术在其表面共注入Cu、Zn离子。该方法可有效提高医用钛合金的硬度和耐磨性，协同提高钛合金的细胞相容性和抗菌性，抑制钛合金中有毒离子的释放，达到延长钛合金植体材料使用寿命的目的。

主权项

1.一种Cu/Zn共注入TiN包裹钛合金的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）将直径10 mm，厚度2mm的钛合金分别用蒸馏水、无水乙醇和丙酮溶液超声清洗，反复清洗几次；（2）将步骤（1）中清洗后的钛合金放入真空室内，当基体压强达到10^‑5‑10^‑7高真空时，在400‑500V偏压下，用氩离子清洗钛合金10‑20min；（3）步骤（2）完成后，打开流量计，使氩气和氮气的流量按体积比3:1‑9:1比例，打开直流弧源，在氩气和氮气的氛围中溅射钛靶(99.99%)5‑180min，真空中钛离子与氮离子结合形成TiN，沉积在钛合金表面，TiN涂层为500nm‑2μm；（4）步骤（3）完成后，关闭氮气，将氩气调小3‑15sccm流量，在开负‑10‑‑30kV高压的情况下，打开两个脉冲弧源同时电离纯铜靶和纯锌靶10‑120min，将电离的铜离子和锌离子共注入到氮化钛包裹的钛合金中，即制得含有铜、锌离子的钛合金样品Cu/Zn‑TiN‑Ti‑6Al‑4V；所述的铜离子脉冲计数范围为600‑7200，锌离子脉冲计数范围为600‑7200。