一种医用多孔钛钽复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种医用多孔钛钽复合材料，由多孔钛或钛合金基体层、完全包覆在多孔钛或钛合金基体层外部的钽涂层以及连接多孔钛或钛合金基体层与钽涂层的钛钽过渡层组成，医用多孔钛钽复合材料具有三维连通的多孔结构，多孔结构的等效孔径为200μm～1000μm，孔隙率为60％～90％，医用多孔钛钽复合材料的弹性模量为5GPa～30GPa，压缩强度为50MPa～200MPa，且其压缩应力‑应变曲线的屈服阶段表现为光滑的屈服平台。本发明专利技术材料中的钛钽过渡层使得钽涂层与多孔钛合金基体层之间形成了作用力较强的冶金结合；同时钽涂层完全包覆在多孔钛合金基体层外部抑制了多孔钛合金基体层中毒性元素的释放，提高了人体安全性。

A Medical Porous Titanium Ta Composite Material

The invention discloses a medical porous titanium-tantalum composite material, which is composed of porous titanium or titanium alloy matrix layer, tantalum coating completely coated on the outside of porous titanium or titanium alloy matrix layer, and titanium-tantalum transition layer connecting porous titanium or titanium alloy matrix layer and tantalum coating. The medical porous titanium-tantalum composite material has three-dimensional porous structure, and the equivalent pore diameter of the porous structure is 200-1000 microns. The porosity is 60%-90%, the modulus of elasticity is 5 GPa-30 GPa, the compressive strength is 50 MPa-200 MPa, and the yield stage of the compressive stress-strain curve is smooth. The titanium-tantalum transition layer in the material of the invention forms a strong metallurgical bond between the tantalum coating and the porous titanium alloy matrix layer, and the tantalum coating is completely coated on the outside of the porous titanium alloy matrix layer to inhibit the release of toxic elements in the porous titanium alloy matrix layer and improve human safety.

【技术实现步骤摘要】
一种医用多孔钛钽复合材料
本专利技术属于医用金属植入材料领域，具体涉及一种医用多孔钛钽复合材料。
技术介绍
多孔钽是一种泡沫状的多孔金属，孔径为400μm～600μm，孔隙率为70％～80％，弹性模量约为3GPa，介于人体松质骨(0.1GPa～1.5GPa)和皮质骨(12GPa～18GPa)之间，远低于钛合金(110GPa)和钴铬钼合金(220GPa)。早在1997年，美国食品药品管理局(FDA)就已经批准多孔钽作为生物医用材料进行人工髋臼的临床治疗。与其他生物医用金属材料相比，多孔钽具有高容积孔隙率、低弹性模量及高表面摩擦系数的典型特性，是一种比较理想的骨替代材料。在力学性能方面，多孔钽的弹性模量、表面摩擦系数、抗疲劳性能与人体骨组织相近；在生物性能方面，多孔钽表现出良好的生物相容性、耐腐蚀性、骨诱导特性，其应用前景有望赶超目前临床应用最广泛的钛合金材料，从而成为医用植入材料研究的新方向。尽管多孔钽具备上述诸多优点，但钽的熔点高达2996℃，并且钽与氧有较高的亲和力，这为多孔钽的制备提出了诸多挑战。虽然美国Zimmer公司采用气相沉积法(专利号为US5282861，名称为“Open本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用多孔钛钽复合材料，其特征在于，所述医用多孔钛钽复合材料由多孔钛或钛合金基体层、完全包覆在多孔钛或钛合金基体层外部的钽涂层以及连接多孔钛或钛合金基体层与钽涂层的钛钽过渡层组成，所述医用多孔钛钽复合材料具有三维连通的多孔结构，所述多孔结构的等效孔径为200μm～1000μm，孔隙率为60％～90％，所述医用多孔钛钽复合材料的弹性模量为5GPa～30GPa，压缩强度为50MPa～200MPa，并且其压缩应力‑应变曲线的屈服阶段表现为光滑的屈服平台。

【技术特征摘要】
1.一种医用多孔钛钽复合材料，其特征在于，所述医用多孔钛钽复合材料由多孔钛或钛合金基体层、完全包覆在多孔钛或钛合金基体层外部的钽涂层以及连接多孔钛或钛合金基体层与钽涂层的钛钽过渡层组成，所述医用多孔钛钽复合材料具有三维连通的多孔结构，所述多孔结构的等效孔径为200μm～1000μm，孔隙率为60％～90％，所述医用多孔钛钽复合材料的弹性模量为5GPa～30GPa，压缩强度为50MPa～200MPa，并且其压缩应力-应变曲线的屈服阶段表现为光滑的屈服平台。2.根据权利要求1所述的一种医用多孔钛钽复合材料，其特征在于，所述多孔钛合金基体层的材质为Ti-6Al-4V合金、TiTa合金、T...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨坤，汤慧萍，王建，杨广宇，刘楠，贾亮，支浩，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61