亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102443718A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102443718A(43)申请公布日2012.05.09(21)申请号201110413055.1(22)申请日2011.12.13(71)申请人广西大学地址530004广西壮族自治区南宁市大学路100号(72)发明人湛永钟李春流(74)专利代理机构广西南宁汇博专利代理有限公司45114代理人邓晓安(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法(57)摘要本发明公开了亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法，它所用的原料组分及重量百分比为：海绵钛88.00%～90.00%，硅0.00%～2.00%，钼9.50~10.50%。它的制备方法是先按原料组分的重量百分比分别称取原料，然后将原料混合均匀，再利用非自耗电弧炉熔炼，最后冷却得到组织均匀的合金铸锭。本发明通过添加无毒性的钼以及廉价的硅来改善钛合金的相组成以及力学性能，使得合金的力学性能与人体自然骨骼更加匹配。价格低廉的硅作为合金化元素之一，有效降低了合金的生产成本。CN1024378ACCNN110244371802443735A权利要求书1/1页1.亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金，其特征在于：所用的原料组分及重量百分比为：海绵钛88.00%～90.00%，硅0.00%～2.00%，钼9.50~10.50%。2.根据权利要求1所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金，其特征在于：所用的原料组分及重量百分比为：海绵钛88.25%～90.00%，硅0.50%～1.75%，钼10.00%。3.根据权利要求1或2所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金，其特征在于：所述海绵钛、硅以及钼的纯度都在99.0%以上。4.一种如权利要求1或2所述亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金的制备方法，其特征在于：它的制备步骤如下：（1）原料的称取，根据各原料组分的重量百分比分别称取海绵钛、硅和钼；（2）原料混合，将称量好的原料利用搅拌混合方法混合均匀；（3）原料熔炼，将混合均匀的原料放入非自耗真空电弧炉内的坩埚中，然后抽真空，真空度为1.0×10-2～1.0×10-3Pa；再通入惰性气体进行洗气；最后在惰性气体的保护下进行熔炼得到粗合金铸锭，熔炼电流强度为100A~150A，熔炼温度为2700℃~3000℃；（4）粗合金铸锭冷却，在惰性气体保护下，对坩埚底部通水，利用流动的水对粗合金铸锭进行水冷，得到亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金。5.根据权利4所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金的制备方法，其特征在于：所述抽真空和洗气反复进行2~4次。6.根据权利4所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金的制备方法，其特征在于：所述的熔炼次数为5遍以上，每次熔炼时间为70~90秒/次。7.根据权利4所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金的制备方法，其特征在于：所述冷却的时间为300~350秒。8.根据权利4所述的亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气，压强为一个标准大气压。2CCNN110244371802443735A说明书1/6页亚稳β型Ti-Mo-Si系生物医用合金及制备方法技术领域[0001]本发明属于钛合金技术领域，具体涉及亚稳β型生物医用钛合金。背景技术[0002]生物医用材料包括医疗上能够植入生物体或能够与生物组织相结合的材料，生物材料用来治疗或替换生物机体中原有的组织和器官，修正和提高其功能。目前生物医用金属材料是广泛应用的外科植入材料，具有高的强度、良好的韧性、抗弯曲疲劳强度以及良好的加工成型性能，具有其他类型医用材料难以替代的优良性能。金属材料作为生物医用材料必须满足严格的生物学要求：(1)组织相容性好，无毒性，不致畸变，不引起过敏反应和干扰机体的免疫，不破坏临近组织等；(2)物理化学性质稳定，强度、弹性、尺寸、耐腐蚀、耐磨性等性质稳定；(3)易于加工成型，容易制成各种需要的形状。[0003]目前，全世界每年因各种原因造成骨折和骨缺损伤患人数达几千万；在我国，骨折和骨缺损伤患人数也快速增加到将近300万。可见，生物植入材料的市场需求非常巨大。而作为生物植入材料长期甚至终生留在体内，既要受到外力(如弯曲、扭转、挤压和肌肉收缩力)的作用，又要受到人体体液的浸蚀，因此对植入物的要求较高。与其他材料相比，钛与钛合金由于具有良好的耐蚀性、生物相容性及较低的弹性模量的性能，在生物医用材料上得到了广泛的应用，取代了原来用于生物医用方面的不锈钢。生物医用钛及其合金的发展经