一种异质结构锌镁合金及其增材制造方法和应用技术

本发明专利技术属于骨科应用领域，特别涉及一种异质结构锌镁合金及其增材制造方法和应用。所述合金中Mg的含量小于等于5wt％且微观组织为异质结构。所述合金中的压缩屈服强度为195～205MPa、降解速率为0.59～0.79mm/年；所述合金中粗晶区显微硬度为83～88Kgf/mm<supgt;2</supgt;、细晶区显微硬度为135～142Kgf/mm<supgt;2</supgt;。本发明专利技术以元素粉为原料，经混合均匀后，采用60～105W的打印功率配合其他适当的打印参数得到优质的产品。本发明专利技术所设计和制备的产品可用作人体骨修复材料。本发明专利技术组分设计合理、制备工艺简单可控，便于大规模应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医用领域，特别涉及一种异质结构锌镁合金及其增材制造方法和应用。

技术介绍

1、大多数骨缺损病人需要进行骨修复治疗，然而自体骨与异体骨会有限，常常需要借助医用植入材料来对人体骨组织进行修复，因此对骨科生物材料有着迫切的需求。目前临床上常见的骨植入金属主要包括co-cr-mo、钛及其合金(以cp-ti和ti-6al-4v为代表)、不锈钢等，在完成了骨修复的服役之后，常常需要进行二次手术取出，为病人带来了二次伤害。因此，可降解的骨科植入物材料成为比较理想的候选材料之一。常用的可降解医用金属有镁合金和铁合金，由于镁合金降解速率过快，骨整合未完成前已经失去了服役效能，一直限制着其临床应用；铁合金降解较慢，且腐蚀产物含有大量的氧化铁颗粒，导致局部慢性炎症，从而导致植入物的失败。

2、纯锌(zn、-0.76v)的标准腐蚀电位介于镁(mg、-2.37v)和铁(fe、-0.4v)之间。因此，锌金属材料的降解速率理论上比镁金属材料慢，降解趋势更平缓，但是降解速率高于铁，更接近对可生物降解金属骨植入材料的预期要求。然而，纯锌在骨科环境中的降解偏慢，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种异质结构Zn-Mg合金，其特征在于：所述异质结构Zn-Mg合金中Mg的质量百分含量小于等于5％，所述合金的微观组织为异质结构；且合金的抗压屈服强度大于等于200MPa；所述电化学降解速率大于等于0.5mm/年；所述合金以元素粉为原料通过3D打印技术制备；

2.根据权利要求1所述的一种异质结构Zn-Mg合金，其特征在于：所述合金中Mg的质量百分含量为小于等于5％、优选为0.5～3％。

3.根据权利要求1所述的一种异质结构Zn-Mg合金，其特征在于：细晶区中晶粒的尺寸小于等于5微米；粗晶区中晶粒的尺寸大于细晶区最大晶粒尺寸且小于等于75微米、进一步小于等于50...

【技术特征摘要】

1.一种异质结构zn-mg合金，其特征在于：所述异质结构zn-mg合金中mg的质量百分含量小于等于5％，所述合金的微观组织为异质结构；且合金的抗压屈服强度大于等于200mpa；所述电化学降解速率大于等于0.5mm/年；所述合金以元素粉为原料通过3d打印技术制备；

2.根据权利要求1所述的一种异质结构zn-mg合金，其特征在于：所述合金中mg的质量百分含量为小于等于5％、优选为0.5～3％。

3.根据权利要求1所述的一种异质结构zn-mg合金，其特征在于：细晶区中晶粒的尺寸小于等于5微米；粗晶区中晶粒的尺寸大于细晶区最大晶粒尺寸且小于等于75微米、进一步小于等于50微米。作为优选，在本发明中，细晶区中晶粒的尺寸小于等于5微米；粗晶区中晶粒的尺寸大于细晶区最大晶粒尺寸且小于等于45微米。

4.根据权利要求1所述的一种异质结构zn-mg合金，其特征在于：所述异质结构zn-mg合金的电化学降解速率为0.5～0.8mm/年。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述异质结构zn-mg合金的制备方法，其特征在于：将zn粉和mg粉以质量比99.5～95:0.5～5在混料机中混合均匀后备用，采用选择性激光熔化设备对粉末逐层扫描，激光功率为60～105w、优选为68～92w，扫描速度为300～700mm/s、优选为450～550mm/s，扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁陆新，王冰，李亚伟，涂志明，吴宏，戴喻亮，刘傥，
申请(专利权)人：中南大学湘雅二医院，
类型：发明
国别省市：