[發(fā)明專利]鈦合金-硅酸鹽過渡層-羥基磷灰石鹽生物陶瓷制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810971470.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108863341A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 徐淑波;常誠;王彥鵬;劉鳳華;景財年
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/626;C04B35/64;B33Y70/00;B33Y10/00;B22F3/105;B22F7/02;C22C14/00;C22C32/00;B22F1/00;A61L31/14;A61L31/12;A61L31/02
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1.鈦合金-硅酸鹽過渡層-羥基磷灰石鹽生物陶瓷制備方法其特征在于：該材料由內而外由多梯度的鈦合金—羥基磷灰石鹽基體材料組成，晶粒直徑為200-800nm，由鈦合金基體材料粉末，鈦合金—硅酸鹽—羥基磷灰石鹽過渡層粉末和羥基磷灰石鹽粉末組成，粉末均采用加無水乙醇于球磨機中進行機械化球磨的方法將粉末晶粒細化，將配置好的各粉末冷壓實后在10^-6脫真空條件下逐步加熱除氣，根據(jù)植入物的特點通過CAD構建3D打印模型，通過計算機將CAD模型分層，獲得模型每一層的截面信息，根據(jù)植入物斷面的結構特點由內而外動態(tài)調節(jié)鋪置鈦合金基體材料粉末、鈦合金-硅酸鹽過渡層-羥基磷灰石鹽過渡層粉末和羥基磷灰石鹽粉末，自下而上按照植入物的流線多梯度裝填粉末，然后在500-600℃，50-200Mpa氬氣氣氛保護下激光選區(qū)熔化3D打印，制備出以鈦合金—羥基磷灰石鹽為基體的鈦合金-硅酸鹽過渡層-羥基磷灰石鹽生物陶瓷多孔材料，具體制備工藝如下：

（a）鈦合金基體粉末的制備工藝為：鈦合金基體粉末材料化學成分為：鈦、銀、鎂、釩、鎳和銅為組元，其組成可用aTi-bAg-cMg-dV-eNi-fCu表示，其中a：83-90，b：1-3，c：3-5，d：5-8，e：1-2，f：1-2且a+b+c+d+e+f=100；將按比例配制的鈦合金基體復合粉末加無水乙醇于球磨機中進行機械化球磨24小時，獲得具有50-150μm晶粒尺寸超細粉末，將粉末裝入石墨容器中，在氬氣氣氛保護和1300℃-1600℃的溫度條件下，保溫90min-180min；

（b）硅酸鹽生物陶瓷材料粉末制備：硅酸鹽生物陶瓷材料的化學成分及重量百分比CaO：42-50%，SiO2：48-52%，B2O3：0.3-2.4%，ZnO：0.2-3.0%，MgO：0.8-4.5%；將按比例配制的硅酸鹽生物陶瓷材料粉末加無水乙醇于球磨機中進行機械化球磨24小時，獲得具有50-150μm晶粒尺寸超細粉末；

（c）羥基磷灰石鹽粉末制備：羥基磷灰石鹽粉末的化學成分：Ca10(PO4)6(OH)2，將按羥基磷灰石鹽粉末加無水乙醇于球磨機中進行機械化球磨24小時，獲得具有50-150μm晶粒尺寸超細粉末；

（d）鈦合金—硅酸鹽—羥基磷灰石鹽過渡層粉末制備：配置由內至外形成多梯度的鈦合金—硅酸鹽—羥基磷灰石鹽過渡層，總共分為5層，最內層至最外層的粉末重量比例分別為：

第一層：鈦合金基體粉末：硅酸鹽生物材料粉末=81.6：18.4；

第二層：鈦合金基體粉末：硅酸鹽生物材料粉末=72.4：27.6；

第三層：鈦合金基體粉末：硅酸鹽生物材料粉末=54：46；

第四層：羥基磷灰石鹽粉末：硅酸鹽生物材料粉末=72.4：27.6；

第五層：羥基磷灰石鹽粉末：硅酸鹽生物材料粉末=81.6：18.4；

根據(jù)重量比例分別配制鈦合金—硅酸鹽—羥基磷灰石鹽過渡層粉末，加無水乙醇于球磨機中進行機械化球磨24小時，獲得具有50-150μm晶粒尺寸超細粉末。