微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102534284A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102534284A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110411828.2(22)申请日2011.12.12(71)申请人南昌航空大学地址330000江西省南昌市红谷滩新区丰和南大道696号(72)发明人徐吉林罗军明钟震晨马胜灿(74)专利代理机构南昌洪达专利事务所36111代理人刘凌峰(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)B22F3/10(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书44页页(54)发明名称微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法(57)摘要一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，方法步骤为：(一)配粉：将钛粉、镍粉和造孔剂粉按一定质量百分比配料；(二)球磨：将配好的粉体放入不锈钢球磨罐中进行球磨；(三)压坯：将球磨后的粉料在50~500MPa压力下模压制成压坯；(四)装炉：将所得压坯及微波辅助加热材料放置于多晶莫来石纤维保温桶内，再将保温桶放入微波烧结炉中；(五)微波烧结。本发明的技术效果是：制备方法简单方便、烧结周期短、能源消耗少、适合工业化生产，烧结所获得的多孔NiTi形状记忆合金力学性能好，孔隙结构三维连通，孔隙率在20~80%内可控，孔径大小均匀可控为30～600μm，可作为骨、关节及人工牙根等硬组织修复和替代材料。CN1025348ACN102534284A权利要求书1/1页1.一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，方法步骤为：(一)配粉：钛粉和镍粉按一定比例配料；(二)球磨：配好的粉体放入不锈钢球磨罐中进行球磨；(三)压坯：球磨后的粉料在50~500MPa压力下模压制成压坯；(四)装炉：将所得压坯及微波辅助加热材料放置于多晶莫来石纤维保温桶内，再将保温桶放入微波烧结炉中；(五)微波烧结：炉腔内真空度抽至低于0.1Pa后，充入纯度为99.999%的氩气，控制微波烧结炉的输出功率，以一定的升温速度、烧结温度和保温时间进行微波烧结，随炉冷却后即获得理想的医用多孔NiTi形状记忆合金。2.根据权利要求1所述的一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，其特征在于所述配料中镍与钛的原子百分比为(50.5:49.5)~(51.5:48.5)，钛粉和镍粉的纯度均在99.5%以上，粒径均为1~200μm。3.根据权利要求1所述的一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，其特征在于所述步骤（一）配粉中还可加入造孔剂，造孔剂可以是氢化钛、碳酸氢铵、尿素或硬脂酸，纯度大于90%，粒径为1~800μm，在配料中的质量百分比为0.1~70%。4.根据权利要求1所述的一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，其特征在于所述球磨采用行星式球磨机，球磨转速为100~500r/min，球磨时间2~8h，球料比为6:1。5.根据权利要求1所述的一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，其特征在于所述微波辅助加热材料为绿色SiC粉，加入量为100~300g。6.根据权利要求1所述的一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法，其特征在于所述输出功率为0.1~3kW，升温速度为0.1~45℃/min，烧结温度为700~1100℃，保温时间为10~60min。2CN102534284A说明书1/4页微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属材料粉末冶金的制备方法，尤其涉及一种微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法。背景技术[0002]多孔NiTi形状记忆合金具有形状记忆效应、超弹性、可控的力学性能、多孔结构使植入物的固定更可靠、利于人体体液营养成分的传输而缩短病人的康复期等特征，使其成为骨、关节和牙等硬组织的修复和替换外科植入材料的研究热点之一。目前主要采用粉末冶金方法制备多孔NiTi形状记忆合金，包括元素粉末混合烧结法(常规烧结法)、热等静压法(HIP)和自蔓延高温合成法(SHS)，这些技术虽然能制备出多孔NiTi形状记忆合金，但均存在各自的问题，如元素粉末混合烧结等常规烧结方法制备多孔NiTi的烧结时间长，孔隙率较低，难于形成三维连通的孔隙结构；SHS虽烧结时间短，但形成的多孔结构容易出现裂纹等缺陷，均匀性较差；HIP设备昂贵，而且制备的多孔NiTi合金，在孔隙满足条件的情况下，力学性能一般难于达到要求。所以有必要寻找其他的一些粉末冶金方法来制备多孔NiTi合金。[0003]微波烧结是近年来发展迅速的一种材料制备手段，微波加热的效率高，比传统方法省电30%～70%。微波烧结技术是利用微波的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生的热量，材料的介质损耗使