[發(fā)明專利]激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體及其成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810400426.4
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108588520B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏木建;劉愛輝;林岳賓;李年蓮;丁紅燕;丁鉦煒;陳中
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/02;C22C23/04;C22C32/00;C22C1/05;B22F9/10;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

1.一種激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，包括鎂合金骨植入體基體，該基體內(nèi)部分散有原位生成的具有協(xié)同強(qiáng)韌化功能的納米TiN、BN陶瓷相；所述納米TiN、BN陶瓷相由納米TiB₂陶瓷增強(qiáng)鎂合金粉末與高純氮?dú)庠诟吣芗す馐饔孟略环磻?yīng)生成；

所述激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體的成形方法包括下述步驟：

(1)稱取醫(yī)用鎂合金粉末與納米TiB₂粉末，在高純氬氣與氫氣混合氣氛下，采用高能球磨工藝對兩種粉末進(jìn)行混合球磨，獲得均勻分散的納米TiB₂增強(qiáng)醫(yī)用鎂合金復(fù)合材料粉末；

(2)采用惰性氣體輔助保護(hù)的真空熱壓燒結(jié)工藝，將所述復(fù)合材料粉末制成棒料；

(3)通過等離子旋轉(zhuǎn)電極工藝，將步驟(2)中所得棒料制備成高球形度鎂基納米復(fù)合材料成形粉末；

(4)獲取患者的骨植入體三維模型，通過激光選區(qū)熔化工藝，在高純氬氣及高純氮?dú)饣旌蠚夥諚l件下，將所述鎂基納米復(fù)合材料成形粉末成形得到原位納米TiN、BN陶瓷相協(xié)同強(qiáng)韌化的鎂基納米復(fù)合材料骨植入體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，步驟(1)中，所述醫(yī)用鎂合金粉末與納米TiB₂粉末的質(zhì)量比為50:1～500:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，所述納米TiB₂粉末粒徑為10～100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，所述醫(yī)用鎂合金為Mg-Zn合金、Mg-Ca合金或Mg-Al合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，步驟(1)中，利用濕磨高能球磨工藝進(jìn)行混合球磨，其中，球磨介質(zhì)為無水乙醇，磨球為氧化鋁或氧化鋯材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，步驟(2)中，所述真空熱壓燒結(jié)工藝條件為：以高純氬氣為保護(hù)氣體，真空度低于10^-2Pa，壓力為100～1000kgf，燒結(jié)溫度為550～650℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，步驟(3)中，所述等離子旋轉(zhuǎn)電極工藝條件為：轉(zhuǎn)速為10000～20000rpm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光原位強(qiáng)韌化鎂基納米復(fù)合材料骨植入體，其特征在于，步驟(4)中，所述激光選區(qū)熔化工藝條件為：高純氬氣與高純氮?dú)饬髁勘葹?00:1～300:1，激光體能量密度為80～200J/m³。