钛合金表面激光熔覆生物陶瓷复合涂层材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102031518A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102031518A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010618073.9A61L27/54(2006.01)(22)申请日2010.12.30(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人王迎春黄文旵姚爱华肖伟王德平(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人吴林松(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)B23K26/34(2006.01)A61L27/32(2006.01)A61L27/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称钛合金表面激光熔覆生物陶瓷复合涂层材料的制备方法(57)摘要一种钛合金表面激光熔覆生物陶瓷复合涂层材料的制备方法，包含步骤：首先制备混合均匀、流动性好、含水量低的钙盐复合粉末；然后钙盐复合粉末在不加粘结剂的情况下直接堆覆于钛合金基体表面形成预置涂层；最后用激光熔覆混合粉末，得到钛合金表面生物陶瓷复合涂层材料。本发明中在钛合金表面能够制备组织均匀、结晶性能好的复合生物陶瓷涂层；涂层与基体结合强度高，为化学冶金结合，可解决生物陶瓷涂层在人体中容易脱落的问题；本发明中使用的原料价格便宜，购买方便，易于贮存；原材料中不需添加稀土成分；工艺简单方便，易于实施，具有良好的市场应用前景及商业价值。CN102358ACCNN110203151802031521A权利要求书1/1页1.一种钛合金表面激光熔覆生物陶瓷复合涂层材料的制备方法，其特征在于：包含步骤：(1)首先制备混合均匀、流动性好、含水量低的钙盐复合粉末；(2)把步骤(1)中的钙盐复合粉末在不加粘结剂的情况下直接堆覆于钛合金基体表面形成预置涂层；(3)激光熔覆混合粉末，得到钛合金表面生物陶瓷复合涂层材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的钛合金基体为Ti6Al4V、Ti-5Al-2.5Fe、Ti-6Al-7Nb、Ti-13Nb-13Zr或Ti-12Nb-6Zr-2Fe。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的预置涂层的厚度为0-2mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的钙盐复合粉末的制备方法为：将CaHPO4·2H2O与CaCO3混合按照一定比例放入开口容器中混合均匀、静置脱水、重新混合、静置强化脱水、混料机混合均匀，制得钙盐复合粉末。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的CaHPO4·2H2O与CaCO3的重量百分比为：70％∶30％～75％∶25％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的钙盐复合粉末的粒子平均直径为50-100μm，该粉末的含水量为5.8～6.8％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的激光熔覆的工艺参数条件为：保护气体为氩气，光斑直径3mm，输出功率900～1200W，扫描速率1～3mm/s。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的激光为高能激光束iLS-YC-30AYAG型激光器发出的Nd-YAG激光，其波长为1.06μm。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的涂层的物相组成为：羟基磷灰石、磷酸三钙和焦磷酸钙。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的羟基磷灰石的体积分数为20～61％，其余为磷酸三钙和焦磷酸钙的混合物。2CCNN110203151802031521A说明书1/5页钛合金表面激光熔覆生物陶瓷复合涂层材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于生物陶瓷材料领域，涉及一种生物陶瓷复合涂层材料的制备方法。背景技术[0002]人体硬组织经常使用的生物陶瓷材料有氧化锆、氧化铝、碳、生物活性玻璃、羟基磷灰石、磷酸钙等。在这些材料中，烧结生物陶瓷材料具有化学惰性，耐腐蚀，生物相容性和在生理介质中的稳定性。特别是70年代以来问世的羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2，HAP)医用生物陶瓷是目前国内外正在蓬勃发展的生物材料。由HAP微晶陶瓷制备的植入材料能与人体自然骨很好的结合，是已发现的生物相容性最好的生物陶瓷材料。磷酸钙基的生物陶瓷在目前临床应用中最为广泛，其主要产品为HAP、磷酸三钙(Ca3(PO4)2，TCP)、焦磷酸钙(β-Ca2P2O7，β-TTCP)等。磷酸三钙、焦磷酸钙具有良好的骨诱导能力，是一种理想的可降解生物陶瓷材料，其成骨性能等生理功能非常接近HAP。HAP与可降解生物陶瓷的复合材料的综合生理性能将优于单一的HAP生物陶瓷。磷酸钙陶瓷的强度低、韧性差的力学性能限制了它的广泛应用。在金属基体上制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层材料是目前国内外正在进行的研究热点，等离子喷涂是目前临床应用制品上所采用的唯一