[發明專利]激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體及其成形方法有效
| 申請號： | 201810400426.4 | 申請日： | 2018-04-28 |
| 公開（公告）號： | CN108588520B | 公開（公告）日： | 2019-06-18 |
| 發明（設計）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）人： | 淮陰工學院 |
| 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： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 吳飛 |
| 地址： | 223003 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 骨植入體 納米復合材料 鎂基 強韌化 成形 復合材料粉末 成形粉末 高純氬氣 混合氣氛 激光原位 陶瓷相 棒料 等離子旋轉電極 真空熱壓燒結 協同 醫用鎂合金 高純氮氣 混合球磨 力學性能 三維模型 選區熔化 原位納米 原位生成 納米TiN 氫氣 高球形 鎂合金 稱取 制備 激光 | ||
1.一種激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，包括鎂合金骨植入體基體，該基體內部分散有原位生成的具有協同強韌化功能的納米TiN、BN陶瓷相；所述納米TiN、BN陶瓷相由納米TiB2陶瓷增強鎂合金粉末與高純氮氣在高能激光束作用下原位反應生成；
所述激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體的成形方法包括下述步驟：
(1)稱取醫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行混合球磨，獲得均勻分散的納米TiB2增強醫用鎂合金復合材料粉末；
(2)采用惰性氣體輔助保護的真空熱壓燒結工藝，將所述復合材料粉末制成棒料；
(3)通過等離子旋轉電極工藝，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，通過激光選區熔化工藝，在高純氬氣及高純氮氣混合氣氛條件下，將所述鎂基納米復合材料成形粉末成形得到原位納米TiN、BN陶瓷相協同強韌化的鎂基納米復合材料骨植入體。
2.根據權利要求1所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，步驟(1)中，所述醫用鎂合金粉末與納米TiB2粉末的質量比為50:1～500:1。
3.根據權利要求1或2所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，所述納米TiB2粉末粒徑為10～100nm。
4.根據權利要求1或2所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，所述醫用鎂合金為Mg-Zn合金、Mg-Ca合金或Mg-Al合金。
5.根據權利要求1所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，步驟(1)中，利用濕磨高能球磨工藝進行混合球磨，其中，球磨介質為無水乙醇，磨球為氧化鋁或氧化鋯材料。
6.根據權利要求1所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，步驟(2)中，所述真空熱壓燒結工藝條件為：以高純氬氣為保護氣體，真空度低于10-2Pa，壓力為100～1000kgf，燒結溫度為550～650℃。
7.根據權利要求1所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，步驟(3)中，所述等離子旋轉電極工藝條件為：轉速為10000～20000rpm。
8.根據權利要求1所述的激光原位強韌化鎂基納米復合材料骨植入體，其特征在于，步驟(4)中，所述激光選區熔化工藝條件為：高純氬氣與高純氮氣流量比為100:1～300:1，激光體能量密度為80～200J/m3。
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