具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用，属于金属表面处理技术领域。该方法包括化学抛光，直流电压下预制氧化膜的制备以及正方波脉冲电压下多孔生物活性陶瓷膜的制备。所述的化学抛光为化学酸洗方法。预制氧化膜为低压直流阳极氧化方法，多孔生物活性功能陶瓷层为微弧氧化制备方法。本发明专利技术方法获取的陶瓷层与基体结合牢固、表面具有微米级的微孔结构，可单独作为生物功能涂层使用，还可经过后续加工处理后，制备成更加耐蚀、耐磨损及较高生物活性以及抑菌性的复合功能涂层。本发明专利技术基于这一方法而制造的用于骨科领域椎间融合器或者牙科领域的种植体，缩短了植入体的骨结合时间。

Method for preparing porous bioactive ceramic film on surface of pure titanium or titanium alloy with lattice structure porous and application thereof

The invention discloses a method for preparing porous bioactive ceramic film on the surface of pure titanium or titanium alloy with porous lattice structure, and belongs to the technical field of metal surface treatment. The method includes chemical polishing, preparation of preformed oxide film under DC voltage, and preparation of porous bioactive ceramic film under square wave pulse voltage. The chemical polishing is a chemical pickling process. The preformed oxide film is a low voltage direct current anodic oxidation method, and a porous bioactive functional ceramic layer is prepared by micro arc oxidation. Microporous solid structure, surface with micron ceramic layer to obtain with the method of the invention and the matrix, and can be used as bio functional coating, but also through the subsequent processing, preparation of higher corrosion resistance, wear-resistant and high biological activity and antibacterial activity of the composite function of coating. The present invention provides implants for use in the Department of orthopedics field, interbody cage, or dental field based on this method, shortening the bone binding time of the implant.

【技术实现步骤摘要】
具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用
本专利技术涉及金属表面处理
，具体涉及一种具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法及其应用。
技术介绍
电子束熔融金属成型技术(EBM)是近年快速发展的先进制造技术之一。该技术集中体现了计算机辅助设计、数控、电子束加工、新材料开发等多学科、多技术的综合应用，能够快速制备精度高、结构复杂的金属部件，具有高精度、高效率和高性能等优点，在医疗、航空航天、化工等领域有着广泛的应用。国外学者已经应用EBM技术制备出了用于医疗外科手术植入件及人体骨骼替代件的Ti-6Al-4V合金，并对其进行科学研究。在骨科植入物领域，EBM的优势不仅在于个性化制造，而且对产品内部及表面结构的可实现性也十分突出可以在特定部位制作成所需的三维多孔结构，不仅实现梯度孔径、自由孔径、三维连通，而且，金属假体的孔隙率及弹性模量完全由设计决定，这些特性为骨科植入物的轻量化以及生物固定提供了重要的技术支撑。然而，与块体钛材料相同，采用EBM方法制备的具有点阵结构多孔的纯钛及钛合金其表面也是生物惰性的。即对骨缺乏诱导能力，导致与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)化学抛光：将具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金在酸洗液中进行化学抛光；(2)预制阳极氧化膜的制备：在第一电解液中以及直流电压条件下，通过直流阳极氧化在经步骤(1)处理后的钛或钛合金表面制备预制阳极氧化膜；以重量百分比计，所述第一电解液组成如下：

【技术特征摘要】
1.一种具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)化学抛光：将具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金在酸洗液中进行化学抛光；(2)预制阳极氧化膜的制备：在第一电解液中以及直流电压条件下，通过直流阳极氧化在经步骤(1)处理后的钛或钛合金表面制备预制阳极氧化膜；以重量百分比计，所述第一电解液组成如下：(3)多孔生物活性陶瓷膜的制备：在第二电解液中以及正向方波脉冲电压条件下，通过单向脉冲微弧氧化在纯钛或钛合金表面制备多孔生物活性陶瓷膜；以重量百分比计，所述第二电解液组成如下：2.根据权利要求1所述的具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述酸洗液为有机酸、缓蚀剂和无机酸的水溶液，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸或草酸；所述缓蚀剂为邻－硝基酚、邻－硝基苯胺、对－二硝基酚、对－硝基唾啉或苦味酸；所述无机酸为氢氟酸和硝酸中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述直流阳极氧化的工艺参数为：电解液温度20～50℃，电源模式为直流，氧化终电压为70～180V，氧化时间5～10分钟，电流密度0.5～5A/dm2；获得的预制阳极氧化膜厚度为1～3μm。4.根据权利要求1或3所述的具有点阵结构多孔的纯钛或钛合金表面多孔生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸一氢钠、磷酸一氢钾、偏磷酸钠、偏磷酸钾、聚磷酸钠、聚磷酸钾、甘油磷酸钠或甘油磷酸钾；所述草酸盐为草酸钠、草酸钾或草酸铵；所述pH值调节剂为醋酸、草酸或者磷酸；所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或月桂醇硫酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，李述军，张涛，侯文韬，郝玉琳，王福会，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21