[發明專利]一種Ti-Mg合金材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410502175.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104313391A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 劉詠;程銘;羅濤;李開洋;李建波
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/04;A61L27/06
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

1.一種Ti-Mg合金材料，其特征在于，該合金為具有均勻彌散分布、層狀復合組織結構的固溶體，所述合金的相組成為Ti、Mg、TiO和MgO，四相含量分別為Ti?70%~80%、Mg?0%~10%、TiO?8%~20%、MgO?2%~5%；孔隙率小于1%，維氏硬度為HV400~HV500，抗壓強度為1600MPa~1700MPa，彈性模量為12GPa~13GPa、自腐蝕電位為-900mV~-800mV，自腐蝕電流密度為50μA/cm²~90μA/cm²。

2.一種如權利要求1所述的Ti-Mg合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟：

（1）粉末混合：按照純鎂粉所占質量分數為5~50wt.%的比例配制純鈦粉和純鎂粉的混合粉末，并加入2~5wt.%的過程控制劑；

（2）機械合金化：將步驟（1）配制的原料粉末放入球磨機中，粉與磨球裝入量不超過球磨罐容積的2/3，將球磨罐抽真空，再充入高純氬氣，球磨時間為20~30h，球磨完成后等待球磨罐冷卻，然后在充氬氣的手套袋中取粉；

（3）放電等離子燒結：將球磨后的Ti-Mg混合粉末放入燒結爐中的燒結模具，進行放電等離子燒結，燒結腔環境為真空，燒結溫度為600~900℃，保溫時間不少于30s，然后隨爐自然冷卻至室溫，即得到Ti-Mg合金材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中純鈦粉的平均粒度為50~150μm，純鎂粉平均粒度為150~250μm。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述過程控制劑為硬脂酸鋅。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磨球為尺寸為5mm的小球和10mm的大球的混合磨球，所述球磨機轉速為240r/min，球料比為10:1，球磨機正反轉交替運行，球磨機每運行20min暫停5min。

6.根據權利要求2~5中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中的燒結模具為石墨模具，該石墨模具的內徑為20mm，燒結時在所述Ti-Mg混合粉末與石墨模具之間放置0.5mm厚的石墨紙。

7.根據權利要求2~5中任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，燒結壓力為10KN，燒結保溫時先在600℃下保溫180s，然后以100℃/min的速率升溫至700~900℃，保溫30s。

8.一種如權利要求1所述的Ti-Mg合金材料或由權利要求2至7任一所述的制備方法制得的Ti-Mg合金材料在制備人體組織骨修復材料中的應用。