作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓450V，正向占空比為20%，頻率為300Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為1，氧化時(shí)間為 40min。電解液配制為:乙酸鈣 0.lmol/L, EDTA_2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(4)將復(fù)合氧化處理后的試樣用去離子水清洗后烘干得到具有內(nèi)部致密外部疏松的生物陶瓷膜層的鈦材。
[0019]本實(shí)施例制備得到的生物陶瓷膜層的鈦材料經(jīng)XRD及SEM檢測，該實(shí)施例所得復(fù)合氧化膜層由內(nèi)部致密層及外部疏松層構(gòu)成，硬度可達(dá)317Hv，厚度可達(dá)56 μπι，且含有較多銳鈦礦及羥基磷灰石相。
[0020]實(shí)施例3
(I)預(yù)處理:將鈦合金Ti6A14V切割成圓柱形鈦材，在試樣的上方打孔，對鈦合金進(jìn)行表面打磨處理至試樣表面無明顯劃痕，然后再進(jìn)行除油、堿洗以及去離子水洗，自然烘干； (2)陽極氧化:將步驟(I)經(jīng)預(yù)處理過后的圓柱形鈦材懸掛于電解液中做為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，進(jìn)行陽極氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓60V，正向占空比為20%，頻率為400Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為I，氧化時(shí)間為20min。電解液配制為:乙酸媽0.lmol/L, EDTA-2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(3)微弧氧化:將步驟(2)經(jīng)陽極氧化處理帶有致密氧化膜的圓柱形鈦材再次懸掛于相同電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓450V，正向占空比為20%，頻率為400Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為I，氧化時(shí)間為 60min。電解液配制為:乙酸鈣 0.lmol/L, EDTA_2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(4)將復(fù)合氧化處理后的試樣用去離子水清洗后烘干得到具有內(nèi)部致密外部疏松的生物陶瓷膜層的鈦材。
[0021]本實(shí)施例制備得到的生物陶瓷膜層的鈦材料經(jīng)XRD及SEM檢測，該實(shí)施例所得復(fù)合氧化膜層由內(nèi)部致密層及外部疏松層構(gòu)成，硬度可達(dá)319Hv，厚度可達(dá)90 μπι，且含有較多銳鈦礦及羥基磷灰石相。
[0022]實(shí)施例4
(1)預(yù)處理:將鈦合金Ti6A14V切割成圓柱形鈦材，在試樣的上方打孔，對鈦合金進(jìn)行表面打磨處理至試樣表面無明顯劃痕，然后再進(jìn)行除油、堿洗以及去離子水洗，自然烘干；
(2)陽極氧化:將步驟(I)經(jīng)預(yù)處理過后的圓柱形鈦材懸掛于電解液中做為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，進(jìn)行陽極氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓80V，正向占空比為40%，頻率為600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為I，氧化時(shí)間為30min。電解液配制為:乙酸媽0.lmol/L, EDTA-2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(3)微弧氧化:將步驟(2)經(jīng)陽極氧化處理帶有致密氧化膜的圓柱形鈦材再次懸掛于相同電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓500V，正向占空比為40%，頻率為600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為I，氧化時(shí)間為 80min。電解液配制為:乙酸鈣 0.lmol/L, EDTA_2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(4)將復(fù)合氧化處理后的試樣用去離子水清洗后烘干得到具有內(nèi)部致密外部疏松的生物陶瓷膜層的鈦材。
[0023]本實(shí)施例制備得到的生物陶瓷膜層的鈦材料經(jīng)XRD及SEM檢測，該實(shí)施例所得復(fù)合氧化膜層由內(nèi)部致密層及外部疏松層構(gòu)成，硬度可達(dá)327Hv，厚度可達(dá)110 μπι，且含有較多金紅石及羥基磷灰石相。
[0024]實(shí)施例5
(1)預(yù)處理:將鈦合金Ti6A14V切割成圓柱形鈦材，在試樣的上方打孔，對鈦合金進(jìn)行表面打磨處理至試樣表面無明顯劃痕，然后再進(jìn)行除油、堿洗以及去離子水洗，自然烘干；
(2)陽極氧化:將步驟(I)經(jīng)預(yù)處理過后的圓柱形鈦材懸掛于電解液中做為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，進(jìn)行陽極氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓100V，正向占空比為40%，頻率為600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為1，氧化時(shí)間為30min。電解液配制為:乙酸鈣 0.lmol/L, EDTA-2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(3)微弧氧化:將步驟(2)經(jīng)陽極氧化處理帶有致密氧化膜的圓柱形鈦材再次懸掛于相同電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化，所用電源為脈沖電源，電源參數(shù)設(shè)定為:正向電壓500V，正向占空比為40%，頻率為600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為I，氧化時(shí)間為 80min。電解液配制為:乙酸鈣 0.lmol/L, EDTA_2Na0.15mol/L，磷酸二氫鉀 0.2mol/L ；
(4)將復(fù)合氧化處理后的試樣用去離子水清洗后烘干得到具有內(nèi)部致密外部疏松的生物陶瓷膜層的鈦材。
[0025]本實(shí)施例制備得到的生物陶瓷膜層的鈦材料經(jīng)XRD及SEM檢測，該實(shí)施例所得復(fù)合氧化膜層由內(nèi)部致密層及外部疏松層構(gòu)成，硬度可達(dá)326Hv，厚度可達(dá)128 μ m，且含有較多金紅石及羥基磷灰石相。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)預(yù)處理:對鈦合金式樣進(jìn)行表面打磨處理至試樣表面無劃痕，然后再進(jìn)行除油、堿洗以及去離子水洗，自然烘干； (2)將預(yù)處理過后的鈦合金式樣置于電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，進(jìn)行陽極氧化，其中電解液的成分及含量為:含鈣電解質(zhì)0.10mol/L~0.20mol/L，含磷電解質(zhì)0.10mol/L~0.20mol/L，絡(luò)合劑 0.02mol/L~0.06mol/L ； (3)將步驟(2)經(jīng)陽極氧化處理鈦合金式樣再次置于與步驟(2)相同的電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化； (4)將復(fù)合氧化處理后的試樣用去離子水清洗后烘干得到具有內(nèi)部致密外部疏松的生物陶瓷膜層的鈦材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于:步驟(2)中所述含鈣電解質(zhì)為醋酸鈣、碳酸鈣、磷酸二氫鈣、氫氧化鈣、甘油磷酸鈣中的一種或幾種物質(zhì)按任意比例混合得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于:步驟(2)中所述含磷電解質(zhì)為磷酸二氫鉀、磷酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、多聚磷酸鈉中的一種或幾種物質(zhì)按任意比例混合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于:步驟(2)中所述絡(luò)合劑為EDTA-2Na或者檸檬酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于:步驟(2)中所述陽極氧化的電源為脈沖電源，電源參數(shù)為:正向電壓30~100V，正向占空比為10%~50%，頻率為100Hz~600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為0~5，氧化時(shí)間為5~30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，其特征在于:步驟(3)中所述微弧氧化的電源為脈沖電源，電源參數(shù)為:正向電壓400~500V，正向占空比為10%~50%，頻率為100Hz~600Hz，正負(fù)脈沖數(shù)為0~5，氧化時(shí)間為20~80min。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜的方法，屬于生物醫(yī)用植入材料表面處理技術(shù)。本發(fā)明所述方法先將鈦合金式樣進(jìn)行預(yù)處理后置于電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，進(jìn)行陽極氧化；然后經(jīng)陽極氧化處理鈦合金式樣再次置于上述電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽為陰極，再進(jìn)行微弧氧化后用去離子水清洗后烘干得到復(fù)合氧化制備生物陶瓷膜；本生物陶瓷膜與鈦合金基體表面形成冶金結(jié)合，結(jié)構(gòu)致密，韌性高；外部含有羥基磷灰石相及較多金紅石相，具有一定的生物相容性，具有良好的力學(xué)性能，耐腐蝕性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，符合人體植入材料的要求，是骨骼植入和修復(fù)的主要材料之一。
【IPC分類】C25D11-26
【公開號】CN104562145
【申請?zhí)枴緾N201410803384
【發(fā)明人】嚴(yán)繼康, 唐婉霞, 倪爾鑫, 段志操, 甘國友, 杜景紅, 張家敏, 劉意春, 鮑瑞, 易健宏
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日