[發(fā)明專利]一種人造視網(wǎng)膜中Al2O3陶瓷與鈦環(huán)釬焊封接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610039480.1
• 申請(qǐng)日: 2016-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN105598542B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉多;牛紅偉;宋曉國(guó);馮吉才;周英豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號(hào): B23K1/008
• 分類號(hào): B23K1/008;B23K1/20;A61F9/08;A61F2/14
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所37202
• 代理人: 王元生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)的釬焊封接方法。

背景技術(shù)

Al₂O₃陶瓷的強(qiáng)度高、耐磨性和耐腐蝕性好，并且熱穩(wěn)定性能好，是一種應(yīng)用廣泛的陶瓷材料。在Al₂O₃陶瓷的使用過(guò)程中，常需要將其與金屬材料連接，形成陶瓷/金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)使用。鈦及鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、生物兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，是較為理想的結(jié)構(gòu)材料。

在人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中，Al₂O₃陶瓷/鈦環(huán)復(fù)合結(jié)構(gòu)是重要元件之一。通過(guò)將Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)連接，并復(fù)合其他電子元器件共同實(shí)現(xiàn)刺激視神經(jīng)、幫助使用者獲得基本的視覺(jué)的功能。因此，將Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)可靠連接，并獲得組織致密、氣密性好的連接接頭具有重要意義。

目前，釬焊仍是連接陶瓷與金屬的最有效方法之一。針對(duì)人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)的連接，既要選擇合適的釬料實(shí)現(xiàn)連接，又要使接頭滿足生物兼容性的需求。目前廣泛應(yīng)用的是采用Ag基釬料釬焊Al₂O₃陶瓷與鈦合金，然而Ag基釬料的釬焊界面的生物相容性較差，不能滿足人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的條件，因此開發(fā)具有生物兼容性的釬料實(shí)現(xiàn)Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)的連接是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，連接可靠的人造視網(wǎng)膜中Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)釬焊封接方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種人造視網(wǎng)膜中Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)釬焊封接方法，其包括以下步驟：

（一）、制備釬料：在行星式球磨機(jī)中，將顆粒度為20~400nm、質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6~85%和15~94%的Ti粉和Ni粉混合，在轉(zhuǎn)速為100~300轉(zhuǎn)/分的條件下，球磨0.5~2h，得到TiNi釬料；

（二）、將待焊的鈦環(huán)和Al₂O₃陶瓷放入丙酮中超聲清洗5~10min；

（三）、將得到的TiNi釬料與丙酮混合成膏狀，并將膏狀釬料均勻涂覆在Al₂O₃陶瓷的待連接面上，再將鈦環(huán)置于涂覆層上，組成待焊裝配件，其中，膏狀釬料涂覆層的厚度為50~100μm；

（四）、將步驟三中得到的待焊裝配件放置在真空加熱爐中，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3~2.0)×10^-3Pa時(shí)，通電加熱，控制升溫速度為10℃/min~30℃/min，升溫至990~1450℃，然后保溫0~30min，再控制冷卻速度為3℃/min~10℃/min，冷卻至300℃，然后再隨爐冷卻，即實(shí)現(xiàn)人造視網(wǎng)膜中Al₂O₃陶瓷與鈦環(huán)的連接。

進(jìn)一步，所述TiNi釬料中Ti粉和Ni粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為72%和28%。

進(jìn)一步，所述步驟（三）中膏狀釬料涂覆層的厚度為80μm。

進(jìn)一步，所述步驟（四）中控制升溫速度為20℃/min，升溫至1360℃，保溫為20min，冷卻速度為5℃/min。

本發(fā)明采用TiNi釬料連接鈦環(huán)和Al₂O₃陶瓷，通過(guò)控制釬焊溫度(990~1450℃)和保溫時(shí)間(0~30min)，以控制接頭組織和性能，釬料中的Ti通過(guò)與Al₂O₃陶瓷發(fā)生界面反應(yīng)，形成化合物，實(shí)現(xiàn)鈦環(huán)和Al₂O₃陶瓷的冶金連接。對(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：成功實(shí)現(xiàn)了鈦環(huán)和Al₂O₃陶瓷的生物兼容性連接，并獲得了可靠的接頭，其特別適用于人造視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)中的鈦環(huán)與Al₂O₃陶瓷的連接。在植入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式之間的任意組合。