一种生物医用多孔钛材料的制备方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN102021355A

(43)申请公布日2011.04.20

(21)申请号CN201010617294.4

(22)申请日2010.12.31

(71)申请人昆明冶金高等专科学校

地址650033云南省昆明市学府路388号

(72)发明人胡曰博张军张新娜

(74)专利代理机构云南协立专利事务所

代理人谢嘉

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种生物医用多孔钛材料的制备方

法

(57)摘要

本发明公开了一种生物医用多孔钛

材料的制备方法。将钛粉或是钛合金粉体

与氢化钛颗粒混合，在真空环境中或还原

气体保护下对粉体施加脉冲电压，以产生

等离子体对混合粉末材料颗粒表面进行活

化,活化完成后在常压下用直流电将粉末材

料快速加热至800～1100℃，之后关闭直

流电，冷却得到所需材料。本发明通过对

金属粉体及造孔剂在数量和粒径配比上的

调节、以及工艺参数的控制，可以在较大

范围内实现对孔结构的调控，从本质上提

高了烧结材料的性能。该方法实现了低温

烧结，并且烧结时间大大缩短，温度大大

降低。与传统烧结工艺相比不仅降低了能

源消耗量，而且减少了设备的损耗。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种生物医用多孔钛材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：将粒度≤74μm的钛粉或是钛合金粉体，与粒度≤165μm的氢化钛颗粒

按1：0.1～0.6的体积比混合均匀；所述的钛合金粉体为镍、锆或钽粉末中的一种

或多种与钛粉的混合物，混合重量比为钛粉：合金粉=1：0.1～30;

（2）烧结：整个烧结过程在真空环境中或还原气体保护下进行；将混合均匀的粉

体装入模具中，对粉体施加与模具同轴向的恒定压力，压力值为1～5MPa；在保

持恒定压力条件下对粉体施加电压值5～100V的脉冲电压，脉冲电流的数值为

1000～1500A，脉冲接通时间10～90ms，脉冲断路时间10～80ms，以产生等离子

体对混合粉末材料颗粒表面进行活化,总脉冲活化时间30～100s；活化完成后关闭

脉冲电压，同时撤销外加压力，常压下对活化好的粉末材料施以800～1200A的直

流电，将粉末材料快速加热至800～1100℃，升温速率50～150℃/min，加热时间

5～10min；关闭直流电流，冷却至室温即得到所需的生物医用多孔钛材料。

2.根据权利要求1所述的生物医用多孔钛材料的制备方法，其特征在于：所述的真

空环境为真空度≤5×10sup-3/supPa。

3.根据权利要求1所述的生物医用多孔钛材料的制备方法，其特征在于：所述的还

原气体为氢气。

说明书

技术领域

本发明属于医用支架材料制备技术领域，涉及制备多孔金属材料的方法，具体是涉

及一种制备生物医用多孔钛材料的方法。

背景技术

钛及钛合金由于具有优异的抗腐蚀性、生物相容性、低密度和高的比强度等特性，

是比较理想的金属植入材料，被广泛应用于临床，如人工全髓关节、人工牙种植体

以及人工人体脊椎骨关节等。然而与人骨相比，钛合金的杨氏模量较高，可达

100GPa～110GPa，而人骨的杨氏模量只有10GPa～30GPa。并且人骨的拉伸强

度、压缩强度和抗弯强度都比钛及钛合金低得多，因而这些力学性能上的差异使得

植入件和骨骼的界面处成为体内负修复和骨治疗时的裂纹源。如何将钛及钛合金的

杨氏模量降低到与人骨相近的程度是一个重要的研究课题。目前降低钛及钛合金的

杨氏模量有两种途径：一是合金化；二是制备多孔材料。多孔钛合金综合了多孔三

维支架的结构优势，同时又兼备了钛金属优良的机械性能和生物相容性，三维贯通

的孔隙和合适的表面微孔结构为周围组