[發明專利]一種超聲波和變質劑聯合細化可降解Zn-Mg2Ge復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210384946.7
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114703398B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 林繼興;童先;麻健豐;黃盛斌;朱莉
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學附屬口腔醫院
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C1/03;C22F1/16;C22F3/02;A61L27/58;A61L27/04
• 代理公司: 浙江維創盈嘉專利代理有限公司 33477
• 代理人: 于巖

1.一種超聲波和變質劑聯合細化可降解Zn-Mg₂Ge復合材料，其特征在于，所述復合材料的基體為Zn，所述復合材料的增強相為Mg₂Ge，所述復合材料中增強相Mg₂Ge的含量為4wt.％、15wt.％中的一種；

所述增強相Mg₂Ge包括初生Mg₂Ge相和共晶Mg₂Ge相；

在鑄態Zn-Mg₂Ge復合材料中，增強相初生Mg₂Ge的平均粒徑＜50μm；

所述復合材料作為醫用材料用于骨修復和骨替換時的植入物；

所述Zn-Mg₂Ge復合材料的制備方法包括步驟：

S1，配料：以純Zn錠、單晶Ge和純Mg錠為原料，根據所述復合材料中增強相Mg₂Ge的含量分別稱取純Zn錠、單晶Ge和純Mg錠，備用；

S2，熔煉：在熔煉爐中依次加入純Zn錠、單晶Ge、純Mg錠和變質劑進行熔煉后得熔體，備用；

S3，超聲處理：將超聲波振幅桿伸入熔體中的液面以下，在超聲波功率50～300W下超聲處理1～10min后將超聲波振幅桿取出，待熔體完全凝固后得到鋅基復合材料鑄錠；

S4，均勻化處理：將鋅基復合材料鑄錠在250～350℃下保溫5～15h進行均勻化處理；

S5，熱軋：切去鋅基復合材料鑄錠的頂部和底部，切割得到熱軋用金屬板，調整熱軋工藝參數，使得金屬板的變形量為60～95％，熱軋后即得所述超聲波和變質劑聯合細化Mg₂Ge顆粒增強的可降解Zn-Mg₂Ge復合材料；

在所述步驟S1中，單晶Ge和純Mg錠的質量配比為73：48；

在所述步驟S2中：

首先將所述步驟S1稱量得到的純Zn錠加入熔煉爐中、在Ar氣氛保護下加熱至550～650℃進行熔煉；

待純Zn錠全部熔化后加入單晶Ge，并將溫度升至600～700℃進行熔煉；

待單晶Ge全部熔化后，加入純Mg錠，并將溫度降至550～650℃進行熔煉；

待純Mg錠全部熔化后，加入變質劑，并將澆注溫度調整至600～720℃后進行變質處理；

所述變質劑為Mg-15wt.％P、Mg-20wt.％Sr、Mg-20wt.％Ca、Mg-30wt.％Zr、Cu-14wt.％P、Cu-20wt.％Sr、Cu-20wt.％Ca或Cu-20wt.％Zr；

所述變質劑的添加量為0.05～1wt.％。

2.根據權利要求1所述一種超聲波和變質劑聯合細化可降解Zn-Mg₂Ge復合材料，其特征在于，在所述步驟S3中，將熔體取出后置于室溫中，并將預熱到50～200℃的超聲波振幅桿伸入熔體中的液面以下0.5～5mm后，在超聲波控制器上調節頻率至達到完全諧振狀態后，調整超聲波功率為50～300W下、進行超聲處理1～10min后將超聲波振幅桿取出，待熔體完全凝固后得到鋅基復合材料鑄錠。