镁或镁合金表面的处理方法技术

镁或镁合金表面的处理方法，它涉及金属材料表面的处理方法。它解决了现有镁及其镁合金在应用上存在力学性能损失严重、降解速度过快及在快速降解过程中伴随产生大量的氢气泡导致局部ｐＨ值升高的问题。方法：一、将母材清洗后干燥；二、清洗母材后用ＮａＯＨ溶液处理；三、母材表面形成二水磷酸氢钙层。方法：一、将母材清洗后干燥；二、母材表面形成二水磷酸氢钙层。本发明专利技术中采用ＮａＯＨ溶液处理，均能调整镁或镁合金表面状态，将形成羟基磷灰石的母材植入人体，力学性能损失降低，降解速度放慢并使ｐＨ值基本保持不变；本发明专利技术工艺简单，能够在母材表面形成均匀的羟基磷灰石，无脱落现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料表面的处理方法。
技术介绍
不锈钢及钛合金作为硬骨组织植入材料已经广泛应用在临床上。但是由于 其不能够降解并需要二次手术取出，这样不但给患者带来痛苦，而且成本很高。 镁及其镁合金因可作为可降解硬组织植入材料、降解产物具有生物相容性并且 释放的镁离子对组织生长有益，尤其是因为镁及其镁合金有较低的弹性模量， 更加与人骨接近，将大大减少应力遮挡效应，所以镁及其镁合金的力学性能很 好的满足了作为骨科植入材料的要求，但是目前镁及其镁合金在应用上却存在 力学性能损失严重(因腐蚀严重造成的)，导致降解速度过快及在快速降解过程中伴随产生大量的氢气泡，致使局部pH值升高的问题，对人体环境造成不 好的影响而不利于骨组织的恢复。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有镁及其镁合金在应用上存在力学性能损失严 重、降解速度过快及在快速降解过程中伴随产生大量的氢气泡导致局部pH值 升高的问题，而提供。第一种按以下步骤进行 一、将母材置于丙酮 或无水乙醇溶液中超声清洗l 10min，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、 将步骤一处理后的母材置于浓度为0.05 5.Omol/L、 pH值为12 14的NaOH 溶液中处理0.5 24h，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；三、将经步骤二处理 后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5 7、温度为20 47'C的条件 下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min 8h，母材表面形成一层均匀 的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥，即完成镁或镁合金表面 的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。第二种按以下步骤进行 一、将母材置于丙酮 或无水乙醇溶液中超声清洗1 10min,然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、将经步骤一处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5 7、温度为 20 47t:的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min 8h，母材表 面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥，即完成 镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。本专利技术处理方法在镁或镁合金表面形成具有优异耐腐蚀性能的二水磷酸 氢钙层，均能在生理环境中耐蚀性及生物活性得到极大的提高(细胞可以在经 本专利技术处理后的镁或镁合金表面生长并且不会死亡)，植入人体中力学性能损 失降低(经本专利技术处理后的镁或镁合金无腐蚀现象)降解速度放慢，在降解过 程中排除掉产生的氢气泡并使pH值基本保持不变。本专利技术中的表面处理方法 工艺简单，能够在镁或镁合金表面表面得到由纳米颗粒组成的均匀、致密、表 面无裂纹的二水磷酸氢钙层，无脱落现象，得到的一层较二水磷酸氢钙层的腐 蚀电位由-1.6 -1.7V升高到-.09V，另外还存在钝化区，甚至能达到OV。电流 密度从-4A/cm2降低到-4.8 -5A/cm2左右。附图说明图1为具体实施方式十七中经处理材料与未经处理对比材料的极化曲线 图，其中"一"为未经处理对比材料的极化曲线，"为经处理材料的极 化曲线；图2为具体实施方式十七中经处理材料的5000倍电镜扫描图；图3 为未经具体实施方式十七处理材料的500倍电镜扫描图；图4为将具体实施方 式二十九处理后的镁合金表面形成羟基磷灰石的材料置于模拟人体体液后细 胞生长的环境电镜扫描照片。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式按以下步骤进 行 一、将母材置于丙酮或无水乙醇溶液中超声清洗1 10min，然后用蒸馏 水冲洗2次，再干燥；二、将步骤一处理后的母材置于浓度为0.05 5.Omol/L、 pH值为12 14的NaOH溶液中处理0.5 24h，然后用蒸馏水冲洗2次，再干 燥；三、将经步骤二处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在pH值为5 7、 温度为20 47-C的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置10min 8h， 母材表面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥， 即完成镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。本实施方式中所使用的试剂等级均为分析纯。 本实施方式中步骤一中镁合金为镁的任意合金。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中超声清 洗5min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中置于浓 度为0.5 4.0mol/L、 pH值为12.5 13.5的NaOH溶液中处理3 20h。其它步 骤及参数与具体实施方式二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中置于浓度为3.0mol/L、 pH值为13的NaOH溶液中处理10h。其它步骤及参数与具体 实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中置于浓 度为2.0mol/L、 pH值为12的NaOH溶液中处理8h。其它步骤及参数与具体 实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤二在处 理过程中前0.5 3h去除掉溶液中表面的气泡。其它步骤及参数与具体实施方 式一至五相同。本实施方式中溶液中表面的气泡为H2。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤二在处 理过程中前L5 2.5h去除掉溶液中表面的气泡。其它步骤及参数与具体实施 方式一至五相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤二在处 理过程中前2h去除掉溶液中表面的气泡。其它步骤及参数与具体实施方式一 至五相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一至五不同的是步骤二在处 理过程中前lh去除掉溶液中表面的气泡。其它步骤及参数与具体实施方式一 至五相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式六至九不同的是步骤三中 pH值为6。其它步骤及参数与具体实施方式六至九相同。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或十不同的是步骤三中温度为25 4(TC。其弯步骤及参数与具体实施方式一、二、三、 四、五或十相同。具体实施方式十二本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或十 不同的是步骤三中温度为35。C。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、 五或十相同。具体实施方式十三本实施方式与具体实施方式十一或十二不同的是步骤 三中静置时间为1 6h。其它步骤及参数与具体实施方式十一或十二相同。具体实施方式十四本实施方式与具体实施方式十一或十二不同的是步骤 三中静置时间为3h。其它步骤及参数与具体实施方式十一或十二相同。具体实施方式十五本实施方式与具体实施方式十一或十二不同的是步骤 三中静置时间为5h。其它步骤及参数与具体实施方式十一或十二相同。具体实施方式十六本实施方式与具体实施方式十一或十二不同的是步骤 三中静置时间为4h。其它步骤及参数与具体实施方式十一或十二相同。具体实施方式十七本实施方式镁表面的处理方法按以下步骤进行一、将镁置于丙酮中超声清洗5min，然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；二、将步 骤一处理后的镁置于浓度为3.0mol/L、 pH值为13的NaOH溶液中处理10h， 然后用蒸馏水冲洗2次，再干燥；三、将经步骤二处理后的母材置于硝酸钙溶 液中，然后以滴定速度为3mL/min、 pH值为6、温度为3(TC的条件下将磷酸 氢二钾滴加到溶液中，然后静置6本文档来自技高网...

【技术保护点】
镁或镁合金表面的处理方法，其特征在于镁或镁合金表面的处理方法按以下步骤进行：一、将母材置于丙酮或无水乙醇溶液中超声清洗１～１０ｍｉｎ，然后用蒸馏水冲洗２次，再干燥；二、将步骤一处理后的母材置于浓度为０．０５～５．０ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ值为１２～１４的ＮａＯＨ溶液中处理０．５～２４ｈ，然后用蒸馏水冲洗２次，再干燥；三、将经步骤二处理后的母材置于硝酸钙溶液中，然后在ｐＨ值为５～７、温度为２０～４７℃的条件下将磷酸氢二钾滴加到溶液中，而后静置１０ｍｉｎ～８ｈ，母材表面形成一层均匀的二水磷酸氢钙层，然后用蒸馏水冲洗２次，再干燥，即完成镁或镁合金表面的处理；其中步骤一中母材为镁或镁合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡津，刘广义，王川，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]