一种碳/碳复合材料表面生物活化改性的包埋SiC涂层及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110606772A(43)申请公布日2019.12.24(21)申请号201910948904.X(22)申请日2019.10.08(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人张磊磊刘叶叶李贺军(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.C04B41/89(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种碳/碳复合材料表面生物活化改性的包埋SiC涂层及制备方法(57)摘要本发明涉及一种碳/碳复合材料表面生物改性的包埋SiC涂层及制备方法，首先对包埋SiC涂层进行表面高温微氧化处理，使得涂层的表面呈现出粗糙形貌，从而有利于后续生物活性羟基磷灰石纳米带的渗入和结合，其次采用在高温炉中使得羟基磷灰石纳米带和氧化铝有效渗入和贴合在包埋SiC涂层的表面，最后借助液相炉中的羟基磷灰石纳米棒与碳的共沉积，最终实现碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层的生物改性。有益效果是：碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层经过高温微氧化处理，使得表面呈现粗糙状态，然后借助羟基磷灰石纳米带及氧化铝在高温下的有渗入以及羟基磷灰石纳米棒和碳的高温液相涂覆，赋予其表面生物活性，从而完成其表面生物改性。CN110606772ACN110606772A权利要求书1/1页1.一种碳/碳复合材料表面生物活化改性的包埋SiC涂层，其特征在于：SiC涂层、碳颗粒、氧化铝颗粒、羟基磷灰石纳米棒和羟基磷灰石纳米带；SiC涂层的表面为粗糙锯齿状结构，锯齿状结构上为羟基磷灰石纳米带，相邻羟基磷灰石纳米带之间设有羟基磷灰石纳米棒、碳颗粒和氧化铝颗粒。2.一种权利要求1所述碳/碳复合材料表面生物改性的包埋SiC涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将表面包埋SiC涂层的碳/碳复合材料置于高温炉中，采用空气氛围，在800～1000℃条件下热处理15～50min，得到高温微氧化处理取出后，使得SiC涂层表面呈现出粗糙形貌；步骤2：然后将具有粗糙形貌的碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层完全包裹于粉料中，置于高温炉中，在氩气保护氛围下，以2-10℃/min的升温速度升温至700-1000℃，并保温30-120min，体系自然冷却；所述粉料：羟基磷灰石纳米带与氧化铝按照质量比8:1-10:1混合的粉料；步骤3：再完全浸没入溶液中，并置于液相沉积炉中，在800-1000℃沉积3-8h，完成碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层的生物活化改性；所述溶液：羟基磷灰石纳米棒与二甲苯混合配置成浓度为50-200g/L的溶液。2CN110606772A说明书1/4页一种碳/碳复合材料表面生物活化改性的包埋SiC涂层及制备方法技术领域[0001]本发明属于碳/碳复合材料的生物活化改性方法，涉及一种碳/碳复合材料表面生物活化改性的包埋SiC涂层及制备方法。背景技术[0002]碳/碳复合材料因具有与人体骨骼相一致的弹性模量，因此是极具潜力的骨骼修复材料。在其表面施加包埋SiC涂层可以阻止碳/碳复合材料表面的碳微粒释放，提升其在人体骨骼修复中的使用效果。但是包埋SiC涂层的表面呈现生物惰性，难以与人体组织形成良好的化学键合，因而需要对碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层进行生物活化改性，使得碳/碳复合材料能够作为生物材料用于骨骼修复。[0003]文献1“HuangJF,ZengXR,LIHJ,etal.Influenceofthepreparationtemperatureonthephase,microstructureandanti-oxidationpropertyofaSiCcoatingforcomposites,Carbon,2004,42(8-9):1517-1521”报道了不同包埋温度条件下，碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层的形貌和微观结构。[0004]文献2“熊信柏，李贺军，黄剑锋等.生物医用碳/碳复合材料碳化硅涂层的研究.西北工业大学学报,2003,21(03):356-359”报道了碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层的细胞反应。[0005]上述文献揭示了碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层在不同的制备温度下可以呈现不同的厚度，并初步证明了碳/碳复合材料表面包埋SiC涂层无毒性。文献认为未改性的包埋SiC涂层满足了无毒性的要求，具有可以作为生物材料的可能性，从而为后续进一步对其进行表面生物活化改性提供了实验依据。同时上述文献认为需要对包埋SiC涂层进行表面生物活化改性，因为仅仅无毒性不能满足骨骼修复材料的要求，需要对包埋SiC涂层表面呈现的生物惰性进行改性，才能使碳/碳复合材料有作为骨骼修复材料的可能性。但是现有技术和文献中没有写明具体的生