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      一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層及其制備方法

      文檔序號:40389317發(fā)布日期:2024-12-20 12:12閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層,其特征在于,是通過雙輝等離子表面冶金、激光熔覆和磁控濺射技術(shù)在金屬基材表面形成的高熵合金沉積層;其中:

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層,其特征在于,所述的高熵合金沉積層在金屬基材的表面形成,在金屬基材的表面由表及里包括磁控濺射技術(shù)形成的滲渡層、激光熔覆技術(shù)形成的滲渡層、雙輝等離子固態(tài)表面冶金形成的滲渡層,以及固溶體擴(kuò)散層。

      3.一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟1-2)中,所述的高熵合金源極靶材,是按比例選取fe、co、ti、ni、al、cr、cu、nb、ta、hf、zr、w和mo中的至少5種金屬單質(zhì)分別進(jìn)行清洗和干燥處理后,進(jìn)行真空電弧熔煉,反復(fù)熔煉5次及以上后,將熔煉所得合金塊放置于模具中定型為統(tǒng)一尺寸的棒狀高熵合金源極靶材。

      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟1-3)中,所述的間隙強(qiáng)化元素是以甲烷、氮?dú)庑问酵ㄈ腚p輝等離子固態(tài)表面冶金設(shè)備中,雙輝等離子固態(tài)表面冶金設(shè)備的處理工藝為:

      6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟2-2)中,所述的球磨,其工藝是:在真空條件下,球磨轉(zhuǎn)速30~90r/min,球料比為15:1~18:1,球磨時(shí)間不低于4小時(shí),充分混合后得到合金粉末,粉末的粒徑為200-300目。

      7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟2-3)中,所述的氬氣純度≥99.99%,氣體流量為20~30l/min;所述的激光熔覆表面處理,處理工藝是:激光功率為3000~4000w,掃描速度為3~6mm/s,光斑直徑d為2~4mm。

      8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟3-2)中,所述的球磨工藝為:在真空條件下,球磨轉(zhuǎn)速240~280r/min,球料比為10:1~12:1,球磨時(shí)間為1.5~2小時(shí),倒向頻率為30~45hz,充分混合后得到合金粉末,粉末的粒徑為50~100μm;

      9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟3-3)中,所述的離子清洗,是清洗磁控濺射設(shè)備內(nèi)的灰塵和金屬碎屑,然后抽真空至3×10-2pa~3×10-3pa,通入氬氣,調(diào)節(jié)氣體流量,使氣壓穩(wěn)定在3~5pa;最后打開負(fù)偏壓電源,將負(fù)偏壓調(diào)至500~800v范圍,進(jìn)行離子轟擊輝光清洗,清洗時(shí)間為15~20分鐘。

      10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層的制備方法,其特征在于,步驟3-3)中,所述的磁控濺射的工藝參數(shù)為:陽極基體材料溫度為180~200℃,濺射時(shí)間為40~50min,靶基距為5~10cm,靶材功率為90~110w,氬氣氣體流量為55~65sccm。


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了一種具有間隙強(qiáng)化相的生物醫(yī)用梯度高熵復(fù)合強(qiáng)化涂層及其制備方法,該涂層通過“雙輝等離子表面冶金技術(shù)+激光熔覆技術(shù)+磁控濺射技術(shù)”制得,并且利用間隙固溶強(qiáng)化高熵合金可以有效改善高熵合金性能,容易制備;等離子固態(tài)表面冶金技術(shù)的結(jié)合力強(qiáng)、表面改性效率高、成本低、可適應(yīng)各種復(fù)雜工件形狀等技術(shù)優(yōu)勢;激光熔覆技術(shù)的沉積率高、涂層稀釋率低、冷卻速率快、硬度與厚度可控、涂層與基體附著力強(qiáng)、膜基結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)勢;以及磁控濺射技術(shù)的沉積率高、膜層純度高、致密性好、成膜均勻、膜基結(jié)合力好等優(yōu)勢,提高臨床中所使用的醫(yī)用植入體材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐蝕性及生物相容性。

      技術(shù)研發(fā)人員:王成磊,朱亞濤,李鑫,張靜雅,黃梅,謝映光,陳虎,譚竹江
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:桂林電子科技大學(xué)
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/12/19
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