本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種多孔鈦及鈦合金的制備方法。

背景技術(shù)：

α+β型和β型的醫(yī)用鈦合金綜合了多孔材料和鈦及鈦合金的諸多結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，具有優(yōu)良的力學(xué)和化學(xué)性能，具有較好的生物相容性，同時(shí)如比強(qiáng)度高，耐腐蝕性能強(qiáng)，是最具有發(fā)展前景的醫(yī)用殖體金屬材料。α+β型和β型的醫(yī)用鈦合金的多孔化可以有效實(shí)現(xiàn)其彈性模量的調(diào)控，解決應(yīng)力屏蔽問題，實(shí)現(xiàn)植入體與骨組織之間的力學(xué)匹配。同時(shí)有利于細(xì)胞的附著、增殖和分化，可以促進(jìn)體液的傳輸和骨組織的生長。

現(xiàn)有的α+β型和β型的醫(yī)用鈦合金制備工藝普遍存在孔隙率難以設(shè)計(jì)、制備工藝前后組織類型發(fā)生變化、有污染，以及制備工藝復(fù)雜、成本高等缺陷。

多孔鈦合金濾芯結(jié)構(gòu)均勻，分布有大量開口氣孔，具有孔隙率高，過濾阻力小，耐高溫，耐腐蝕，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，適合各種介質(zhì)的氣液體過濾。經(jīng)過普通燒結(jié)方法制備鈦合金濾芯材料有空隙特征難以設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多孔鈦及鈦合金的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種多孔鈦及鈦合金的制備方法，包括如下步驟：

s1、將ti金屬粉末和合金粉末混合均勻，所得混合粉末中ti金屬粉的質(zhì)量百分比為45％～95％，合金粉末的質(zhì)量百分比為55％～5％；

s2、將所得混合粉末裝入石墨或碳化硅模具中，置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，真空度0.1～10pa，單向壓力200～1000mpa，升溫速率20～100℃/min，燒結(jié)溫度800～1400℃，燒結(jié)10～60min，再隨爐冷卻到室溫取出，得合金坯體；

s3、將所得的合金坯體作為陽極進(jìn)行電化學(xué)溶解合金金屬粉末溶解金屬絲模溶解，得孔隙分布均勻的多孔鈦。

優(yōu)選地，所述多孔鈦的孔隙大小排列可控，可應(yīng)用于醫(yī)用多孔鈦及鈦合金材料和鈦及鈦合金濾芯材料。

優(yōu)選地，所述合金粉末為ni、co或其他具有高熔點(diǎn)可電解的合金。

優(yōu)選地，所述合金坯體可以是塊狀或狀等任意可壓制坯體。

優(yōu)選地，所述電化學(xué)溶解的電解液為硫酸、鹽酸或硝酸的一種或它們的混合電解液。

優(yōu)選地，所述電化學(xué)溶解的電流密度為0.5-10adm-2，攪拌方式是機(jī)械攪拌。

本發(fā)明具有以下有益效果：

采用粉末燒結(jié)的方法制得合金胚體，然后電化學(xué)溶解合金胚體中的合金金屬粉末得到孔隙分布均勻，大小排列可控的多孔鈦。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中tini及tico合金壓制坯體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中tini及tico合金坯體電化學(xué)溶解ni及co后的多孔鈦及鈦合金示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種醫(yī)用多孔鈦及鈦合金的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：ti金屬粉末和ni或co金屬粉末均勻混合，在所得的混合粉末中ti金屬粉的質(zhì)量百分比為45％～95％，ni或co金屬粉末的質(zhì)量百分比為55％～5％；

步驟二：將所得的混合粉末裝入石墨或碳化硅模具中，置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，真空度是0.1～10pa，單向壓力是200～1000mpa，升溫速率為20～100℃/min，燒結(jié)溫度為800～1400℃，燒結(jié)時(shí)間為10～60min，再隨爐冷卻后取出得到tini或tico合金坯體，如圖1所示；

步驟三：將所得的tini或tico合金坯體作為陽極進(jìn)行電化學(xué)溶解的方式使ni或co金屬粉末溶解金屬絲模溶解，得到孔隙分布均勻，大小排列可控的可以應(yīng)用于醫(yī)用多孔太及鈦合金材料和鈦及鈦合金濾芯材料如圖(2)。

實(shí)施例1

本實(shí)施例是一種制備多孔鈦及多孔鈦合金的制備方法。

步驟一：混合金屬粉末中，ti金屬粉的質(zhì)量百分比50％，ni金屬粉的質(zhì)量百分比是50％。

步驟二：將步驟一得到的金屬混合粉裝入石墨模具中，置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，真空度是5pa，單向壓力是500mpa，升溫速率為20～100℃/min，燒結(jié)溫度為1200℃，燒結(jié)時(shí)間為40min，再隨爐冷卻后取出得到tini合金坯體。

步驟三：然后再硫酸電解液中完全電化學(xué)溶解ni金屬粉。

步驟四：對(duì)ni完全電解后的多孔鈦及鈦合金進(jìn)行清洗，得到孔隙與鎳粉分布特征近似的多孔鈦及鈦合金。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是一種制備多孔鈦及多孔鈦合金的制備方法。

步驟一：混合金屬粉末中，ti金屬粉的質(zhì)量百分比60％，ni金屬粉的質(zhì)量百分比是40％。

步驟二：將步驟一得到的金屬混合粉裝入石墨模具中，置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，真空度是5pa，單向壓力是500mpa，升溫速率為20～100℃/min，燒結(jié)溫度為1200℃，燒結(jié)時(shí)間為40min，再隨爐冷卻后取出得到tini合金坯體。

步驟三：然后再硫酸電解液中完全電化學(xué)溶解ni金屬粉。

步驟四：對(duì)ni完全電解后的多孔鈦及鈦合金進(jìn)行清洗，得到孔隙與鎳粉分布特征近似的多孔鈦及鈦合金。

表1實(shí)施例制備出的多孔鈦及多孔鈦合金參數(shù)。

由表1可知，本發(fā)明制備的多孔鈦的孔隙率可以通過控制混合金屬粉中的ni金屬粉的質(zhì)量百分比來控制，同時(shí)在制備過程中未使用造孔劑，不會(huì)生產(chǎn)污染問題。采用本發(fā)明制備多孔鈦及多孔鈦合金時(shí)，多孔鈦及多孔鈦合金的孔隙率和孔徑可以得到較好地設(shè)計(jì)和調(diào)控。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多孔鈦及鈦合金的制備方法，包括如下步驟：將Ti金屬粉末和合金粉末混合均勻，所得混合粉末中Ti金屬粉的質(zhì)量百分比為45％～95％，合金粉末的質(zhì)量百分比為55％～5％；將所得混合粉末裝入石墨或碳化硅模具中，置于真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，真空度0.1～10Pa，單向壓力200～1000MPa，升溫速率20～100℃/min，燒結(jié)溫度800～1400℃，燒結(jié)10～60min，再隨爐冷卻到室溫取出，得合金坯體；將所得的合金坯體作為陽極進(jìn)行電化學(xué)溶解合金金屬粉末溶解金屬絲模溶解，得多孔鈦。本發(fā)明所得的多孔鈦的孔隙分布均勻，大小排列可控的，可應(yīng)用于醫(yī)用多孔太及鈦合金材料和鈦及鈦合金濾芯材料。

技術(shù)研發(fā)人員：張永春;唐海平;秦少軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶雞文理學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.31
技術(shù)公布日：2017.08.04