[發明專利]有機泡沫浸漿燒結法制備宏觀網狀多孔鉭

無效

• 申請號: 200910204811.2
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101660076A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 劉培生;崔光;陳一鳴;羅軍
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C1/08
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技術領域：

本發明涉及多孔鉭材料，尤其涉及一種宏觀類網狀多孔鉭的制備方法。

背景技術：

鉭為第VB族第6周期元素，原子序數為73，相對原子質量為180.95，體積密度為16.6g/cm³，熔點接近3000℃(2980±20℃)，僅次于鎢和錸，屬于稀有難熔金屬([1]夏鳳金，劉培生，周茂奇.多孔鉭的制備方法[J].科技創新導報，2008，1：83-85.)。鉭質地堅硬，硬度可達HV120，同時具有良好的延展性。其熱膨脹系數很小，每升高一攝氏度只膨脹百萬分之六點六左右。另外，鉭還具有極高的抗腐蝕性、耐磨性以及良好的生物相容性等特點。以上這些特點使得金屬鉭在化工、冶金、電子、電氣、醫學等領域獲得廣泛的應用，可用于化學反應裝置、真空爐、電容器、核反應堆、航空航天器、導彈以及外科植入材料等方面([1]夏鳳金，劉培生，周茂奇.多孔鉭的制備方法[J].科技創新導報，2008，1：83-85；[2]應明.多孔鉭及在人工關節中的應用[J].生物骨科材料與臨床研究，2006，3(2)：1-3.)。例如，以多孔鉭作為陽極的電容器具有封裝小、電容值大、壽命長、性能穩定等優點([3]何季麟.鉭鈮電子材料新進展[J].中國有色金屬學報，2004，5：291-300.)，而合適的機械強度、彈性模量、耐蝕性以及良好的生物相容性等特點，又使得多孔鉭適用于人體關節的替代植入([2]應明.多孔鉭及在人工關節中的應用[J].生物骨科材料與臨床研究，2006，3(2)：1-3；[4]吳全興.金屬性生物材料[J].稀有金屬快報，2002，5：17-19.)。文獻([2]應明.多孔鉭及在人工關節中的應用[J].生物骨科材料與臨床研究，2006，3(2)：1-3；[5]Bobyn?J?D，Stackpool?G?J，Hacking?S?A，et?al.Characteristics?of?bone?ingrowth?and?interface?mechanics?of?a?new?porous?tantalumbiomaterial[J].J?Bone?Joint?Surg?B，1999，81(5)：907-914；[6]Bobyn?J?D，Poggie?R?E，Krygier?J?J，et?al.Clinicalvalidation?of?a?structural?porous?tantalum?biomaterial?for?adult?reconstruction[J].J?Bone?Joint?Surg?A，2004，86(S2)：123-129；[7]Welldon?K?J，Atkins?G?J，Howie?D?W，et?al.Primary?human?osteoblasts?grow?into?poroustantalum?and?maintain?an?osteoblastic?phenotype[J].Journal?of?Biomedical?materials?Research?A，2008，84(3)：691-701；[8]Patil?N，Lee?K，Goodman?S?B.Porous?Tantalum?in?Hip?and?Knee?Reconstructive?Surgery[J].Journalof?Biomedical?Materials?Research?B，2009，89(1)：242-251.)介紹的多孔鉭制備方法是，先熱解聚氨酯泡沫得到碳網絡骨架，再將金屬鉭通過化學蒸氣沉積的方式覆蓋到碳骨架上，從而獲得三維網狀多孔鉭產品。本發明則是采用有機泡沫浸漿干燥燒結工藝，制備出了宏觀類網狀多孔鉭材料，其孔隙組成主要是尺度在毫米量級的宏孔(肉眼可視的宏觀孔隙)，即宏孔構成多孔體的主孔。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種孔率高、孔隙相互連通的泡沫狀多孔鉭材料及其制備方法。制備方法采用有機泡沫基體浸漿干燥燒結工藝，選用高純度鉭粉和無毒黏結劑配制料漿，選用聚氨酯泡沫為有機基體。

本發明的泡沫態多孔鉭材料，在一定程度上“翻版”了有機泡沫塑料的形態，其特征在于：通過有機泡沫基體浸漿干燥，在真空環境下熱分解有機物并實現鉭粉燒結，最后形成孔率為70％～85％的類網狀結構多孔體，其孔隙組成主要是尺度在0.5～2.0mm的宏孔(肉眼可視的宏觀孔隙)，孔隙之間相互連通。多孔體中，在以宏孔為主孔的孔棱和孔壁上，存在著大量尺寸小于和遠小于主孔的小孔和微孔。