[發明專利]一種醫用高熵合金復合強化層及其制備方法

在審

• 申請號: 202210119130.1
• 申請日: 2022-02-08
• 公開（公告）號: CN114525478A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 譚洪;楊紀潔;王成磊;謝映光;梁朝杰;劉偉杰;梁慕林
• 申請（專利權）人: 桂林醫學院附屬醫院;桂林電子科技大學
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/58;C23C14/16;C23C8/36;C22C30/02;C22C30/00;A61L27/06;A61L27/30;A61L27/50
• 代理公司: 深圳青年人專利商標代理有限公司 44350
• 代理人: 黃桂仕

1.一種醫用高熵合金復合強化層，其特征在于，通過等離子固態表面冶金技術沉積于金屬基材表面的高熵合金沉積層。

2.如權利要求1所述的一種醫用高熵合金復合強化層，其特征在于，所述高熵合金沉積層包括Ti、Ta、Zr、Mo、Nb、Hf、Fe、W、Co、Cr、Cu、Al和Ni中的至少五種；所述金屬基材的材料為鈦或鈦合金。

3.一種用于制備如權利要求1或2所述醫用高熵合金復合強化層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

制備金屬基材；

制備包括至少五種金屬元素的高熵合金源極靶材；

將所述金屬基材和所述高熵合金源極靶材置于等離子固態表面冶金設備中；

通過所述等離子固態表面冶金設備將高熵合金源極靶材通過固態表面冶金步驟滲鍍沉積于所述金屬基材的表面形成高熵合金沉積層。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，制備所述高熵合金源極靶材包括以下步驟：

配料步驟：選用純度不低于99.9％的Ti、Ta、Zr、Mo、Nb、Hf、Fe、W、Co、Cr、Cu、Al和Ni中的至少五種，稱重配比后得到原材料；

初步熔煉步驟：對所述原材料進行初步熔煉；

真空電弧熔煉：對進行初步熔煉后的原材料進行真空電弧熔煉；

靶材成型步驟：對進行真空電弧熔煉后的原材料進行置于模具中形成設定形狀，得到所述高熵合金源極靶材。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述固態表面冶金步驟包括以下步驟：

制備可置于所述等離子固態表面冶金設備中的輔助源極桶；

高熵合金源極靶材安裝步驟：將所述高熵合金源極靶材連接于輔助源極桶內壁；

金屬基材安裝步驟：將所述金屬基材通過導電件懸掛于所述輔助源極桶內，且使所述金屬基材不與所述高熵合金源極靶材接觸；

滲鍍沉積步驟：向所述等離子固態表面冶金設備通入惰性保護氣體，逐漸升高源極脈沖電源的電壓和電流，使高熵合金源極靶材的合金元素沉積于所述金屬基材的表面形成高熵合金層，且合金元素的成分分布隨深度而平緩變化。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在進行所述滲鍍沉積步驟之前，進行滲鍍前轟擊清洗步驟：

關閉所述等離子固態表面冶金設備的爐門；

將所述等離子固態表面冶金設備的爐體內真空度抽至設定范圍內；

開啟所述等離子固態表面冶金設備的源極脈沖電源，逐漸升高電源的電壓和電流，使所述輔助源極桶和所述金屬基材產生輝光放電和打弧現象，對所述高熵合金源極靶材和所述金屬基材進行轟擊清洗，打弧現象消失后轟擊清洗結束。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在進行所述滲鍍前轟擊清洗步驟之前，進行滲鍍前處理步驟：

打磨、清洗所述金屬基材，并使所述金屬基材干燥；

清潔所述等離子固態表面冶金設備的爐體內的灰塵和金屬碎屑。

8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述滲鍍沉積步驟中：

所述惰性保護氣體為氬氣，且純度≥99.99％、流量為5～40mL/min；

通調節氬氣的流量使真空度達到真空度為20～60Pa的工作氣壓；

所述金屬基材溫度為800～1400℃；

保溫時間為2～5小時，保溫時間結束后，關閉氬氣流量。