[發(fā)明專利]一種室溫熔鹽電沉積制備Ni-Ti表面鉭鍍層的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310017025.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN103074650A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐君莉;張霞;石忠寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D3/66
• 分類號(hào): C25D3/66
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種功能材料涂層制備，特別涉及一種室溫熔鹽電沉積制備Ni-Ti表面鉭鍍層的方法。

背景技術(shù)

鎳鈦形狀記憶合金可用于制造醫(yī)療器械和外科植入物，如心血管支架等。是一種功能材料，具有良好的生物相容性、耐腐蝕性等特性被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用生物材料領(lǐng)域。但是鎳及其化合物對(duì)人體有潛在的毒性。使用Ni-Ti合金做骨架接合件等在患者體內(nèi)產(chǎn)生的副作用。因?yàn)镹i-Ti生物金屬材料植入機(jī)體后，Ni溶解在體液在含各種鹽分的體液中，一是導(dǎo)致Ni-Ti合金發(fā)生腐蝕損壞，二是Ni在體內(nèi)形成金屬氫氧化物或氯化物（如人體血漿）等，這些物質(zhì)對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)等功能造成極大影響，甚至具有致敏、致癌、致突變等嚴(yán)重影響。

因此，Ni-Ti合金在使用前均需對(duì)其進(jìn)行表面改性，降低使用風(fēng)險(xiǎn)，一方面可降低鎳離子釋放，另一方面可提高其生物相容性。Ni-Ti形狀記憶合金表面改性的目的是降低表面Ni含量，增強(qiáng)其耐蝕性，抑制Ni離子的析出。防止Ni-Ti形狀記憶合金材料腐蝕的方法是使其表面鈍化，形成鈍化膜，減少Ni與體液接觸腐蝕。到目前為止，采用了物理化學(xué)、電化學(xué)、形態(tài)學(xué)及生物化學(xué)等多種方法對(duì)鎳鈦記憶合金表面進(jìn)行改性，如：表面鍍鉭、表面陶瓷涂層、表面生物活性涂層等，其目的均為在Ni-Ti合金表面形成鈍化保護(hù)膜，但均存在一定缺點(diǎn)：（1）表面鍍鉭方法為在Ni-Ti合金板材上鍍鉭，可以提高X光可見性的同時(shí)，進(jìn)一步提高抗腐蝕性能抑制Ni離子溶出，改善生物相容性；但缺點(diǎn)是不能或很難在一些大深寬比、形狀復(fù)雜的工件、器件表面制備涂層；（2）表面陶瓷涂層方法是通過各種方法在Ni-Ti表面制備陶瓷層，如溶膠凝膠法制備含磷TiO₂薄膜或Ca/P層（Ca₅(PO₄)₃(OH)和少量α-Ca₂P₂O₇和Ca₃(PO₄)₂組成，可改善其生物相容性），表面氧化法制備TiO₂膜，表面氮化制備TiN等；但缺點(diǎn)是TiO₂膜的耐腐蝕性比不上鉭膜，鉭膜與體液接觸不受任何腐蝕；（3）表面生物活性涂層方法是采用表面真空氣相沉積C型聚對(duì)二甲苯，并制成網(wǎng)狀血管內(nèi)支架，植入動(dòng)物血管內(nèi)進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和生物相容性研究；但缺點(diǎn)是真空氣相沉積法效率低、成本高。

在Ni-Ti合金表面鍍鉭層，鉭層具有與人體組織相容性和血液相容性特點(diǎn)，用作骨架結(jié)構(gòu)部件連接件可以提高表面的骨誘導(dǎo)和加強(qiáng)骨性結(jié)合；鉭層用作血管支架可以減少凝血、血管平滑肌細(xì)胞增生，同時(shí)鉭具有很好的X射線透過性，對(duì)骨骼顯影的顯示性很好。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種涂層質(zhì)量均勻穩(wěn)定、厚度可控且成本低廉的熔鹽電沉積制備Ni-Ti表面鍍鉭層的方法。

????本發(fā)明的一種室溫熔鹽電沉積制備Ni-Ti表面鉭鍍層的方法，包括以下步驟：

（1）配制電解質(zhì)：在鹵化鋰或雙三氟磺酸亞胺鋰(CF₃SO₂)₂N--Li的任意一種中添加雙三氟磺酸亞胺丁基吡咯（CF₃SO₂)₂N-BPy或氯化丁基吡咯BPy-Cl的任意一種，再添加K₂TaF₇或TaCl₅提供鉭源，組成電解質(zhì)體系；

（2）電沉積制備鉭涂層：陽極材料為石墨或金屬鉭，陰極為Ni-Ti合金，在上述電解質(zhì)的初晶溫度之上10~40℃進(jìn)行電沉積，電流密度0.005~0.01A/cm²，電解3~5h，在陰極表面得到致密的鉭涂層。

其中，所述的鹵化鋰為L(zhǎng)iCl或LiF；

所述的電解質(zhì)組成按質(zhì)量百分比計(jì)為80~90%的雙三氟磺酸亞胺丁基吡咯（CF₃SO₂）₂N-BPy、5~15%的雙三氟磺酸亞胺鋰?(CF₃SO₂)₂N--Li和2~6%的K₂TaF₇；

所述的電解質(zhì)組成按質(zhì)量百分比計(jì)為80~90%的氯化丁基吡咯BPy-Cl、5~15%的鹵化鋰和2~10%的TaCl₅。

本發(fā)明的有益效果在于：