[發(fā)明專利]NiTi記憶合金選擇性脫Ni陽極氧化法制備TiO2膜的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110080091.0
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN102181903A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱維東;程占保;蘇向東;李娜
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種用陽極氧化法在鈦合金表面制備TiO₂膜的方法，尤其涉及一種在NiTi記憶合金表面制備原位TiO₂膜的方法。

背景技術(shù)：NiTi記憶合金是一種近等原子比的金屬間化合物，具有優(yōu)良的耐蝕性和生物相容性；目前主要用于骨科、口腔科、心血管科、婦科和整形外科等醫(yī)用領(lǐng)域。盡管NiTi記憶合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用取得了很大進步，但仍然存在Ni離子容易溶出的問題。Ni離子可抑制DNA合成、改變其結(jié)構(gòu)、阻斷其傳輸和復(fù)制，降低體細(xì)胞蛋白含量，因而表現(xiàn)出極強的毒性；致使周圍組織產(chǎn)生局部或全身性反應(yīng)，輕則發(fā)炎，重則組織壞死。而且NiTi記憶合金作為硬組織植入材料時，容易因缺乏生物活性而不能與骨組織直接結(jié)合，這在一定程度上影響了合金的耐蝕性和生物相容性；故對合金進行表面處理，改變其表面性能已成為當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點。

近年來，NiTi記憶合金作為醫(yī)用金屬材料在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛，但也暴露出了不少問題，若長時間植入人體則易發(fā)生炎癥、甚至致癌。為此，許多國內(nèi)外學(xué)者采用溶膠-凝膠、高溫氧化、激光表面改性等方法對NiTi記憶合金進行了大量的表面改性研究，期待改性后的NiTi記憶合金能成為一種安全可靠的醫(yī)用材料；但臨床應(yīng)用證明均未獲得理想的效果，或多或少存在某一方面的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種NiTi記憶合金選擇性脫Ni陽極氧化法制備TiO₂膜的方法，該方法能夠在NiTi記憶合金表面形成一層具有良好耐蝕性和生物相容性的TiO₂膜。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：將NiTi記憶合金打磨至鏡面、用丙酮擦拭干凈，將打磨好的NiTi記憶合金浸入稀鹽酸溶液中進行陽極氧化處理5min，控制電流密度為0.066A/cm²；所述稀鹽酸溶液是質(zhì)量百分比濃度為36％的鹽酸與蒸餾水按1∶10的體積混合而成，所述NiTi記憶合金的成份為Ti49.3at％、Ni50.7at％。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，采用本發(fā)明方法制備得到的TiO₂氧化膜不僅具有致密、完整、厚度厚、耐腐蝕性能強、熱力學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，而且TiO₂氧化膜的表面形貌呈現(xiàn)有利于細(xì)胞爬行生長的鉤槽狀、Ni離子溶出量少。

附圖說明：

圖1是NiTi記憶合金和金屬Ti在稀鹽酸中動電位對比極化曲線圖；

圖2是NiTi記憶合金在稀鹽酸溶液中陽極氧化SEM圖；

圖3是NiTi記憶合金經(jīng)稀鹽酸陽極氧化處理前后的XRD圖譜；

圖4是NiTi記憶合金氧化膜Ar⁺濺射XPS全譜圖；

圖5是處理前后的NiTi記憶合金在Fusayama中腐蝕電位曲線圖；

圖6是處理前后的NiTi記憶合金在Fusayama中陽極極化曲線圖；

圖7是處理前后的NiTi記憶合金在細(xì)胞培養(yǎng)液中鎳離子含量直方圖；

圖8不同陽極氧化時間NiTi記憶合金在Fusayama中陽極極化曲線圖。

具體實施方式：下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明，具體方法如下：

用W40～W5號金相砂紙對NiTi記憶合金逐級打磨至鏡面，再用無水乙醇和丙酮溶液對打磨好的NiTi記憶合金進行超聲波清洗脫脂，然后用丙酮擦拭干凈；室溫下，將打磨好的NiTi記憶合金浸入稀鹽酸溶液中；采用經(jīng)典三電極體系雷磁DJS-292型恒電位儀對NiTi記憶合金進行陽極氧化處理5min，控制電流密度為0.066A/cm²；所述稀鹽酸溶液是質(zhì)量百分比濃度為36％的鹽酸與蒸餾水按了1∶10的體積混合而成，所述NiTi記憶合金的成分為Ti49.3at％、Ni50.7at％。

圖1是將NiTi記憶合金和金屬Ti(純度為99.9％)經(jīng)上述方法打磨、洗凈處理后分別浸于上述稀鹽酸溶液中30min，然后采用上述設(shè)備分別對兩者進行動電位極化測試(實驗電壓掃描范圍為0.15V-0.30V，掃描速度為每30s增加0.01V)，根據(jù)NiTi記憶合金、金屬Ti在各個電壓點所對應(yīng)的電流密度大小所作出的動電位對比極化曲線圖。從圖1可以看出，電流密度為0.066A/cm²時是選擇性脫Ni的臨界電流密度。

從圖2可以看出，采用本發(fā)明方法在NiTi記憶合金表面制備的氧化膜呈鉤槽狀，且非常致密完整，有利于細(xì)胞爬行生長。