CN103789566B - 孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,包括以下步骤:将添加剂溶液和镍钛合金粉混匀,得到镍钛合金料浆,将镍钛合金料浆填充至多孔模板中,得到含有镍钛合金料浆的多孔模板;将含有镍钛合金料浆的多孔模板进行真空干燥,得到素坯;在保护气体氛围中,将所述素坯升温至400~500℃进行脱脂处理,得到脱脂后的素坯;在真空条件下,将脱脂后的素坯于1000~1200℃下烧结120~240分钟,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。上述制备方法,制备工艺简单,设备简单,成本低,可调节多孔镍钛形状记忆合金的孔隙性能,制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔隙率高且孔隙均匀、具有三维连通结构。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料,特别是涉及孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法。
背景技术
在骨修复方面,骨组织工程一直以来都具有很大的潜力,而植入支架材料的选取和设计又是其重中之重。支架材料不仅需要在人体环境中具有初始的稳定结构和良好的生物相容性,同时还需为周围骨的再生和其他组织器官提供一个载体,在骨生长和重构过程中能够提供结构支持和力学强度,最终保证骨的修复和愈合。
镍钛(NiTi)合金是一种优秀的支架材料。近等原子比的镍钛合金除却独特的形状记忆效应,优异的生物相容性、力学性能和耐蚀性,它还具有与人体骨和肌腱相似的超弹性生物力学性能。
同时为保证新生骨组织正常生长,作为支架材料的镍钛合金必须孔隙均匀分布且连通,以及与骨组织相适应的物理机械性能。传统的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法中包括粉末冶金方法和自蔓延高温合成法,不容易制备的高孔隙率且均匀三维连通结构的多孔镍钛合金。传统粉末冶金方法制备的多孔镍钛合金孔隙度较低,而自蔓延高温合成法虽可使多孔镍钛合金的孔隙度达到60%,但是孔隙形貌难于调控,且分布均匀性较差。
发明内容
基于此,有必要针对传统的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法孔隙度低、孔隙分布不均匀且形貌难以调控的问题,提供一种高孔隙率且孔隙均匀、具有三维连通结构的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法。
一种孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,包括以下步骤:
将添加剂溶液和镍钛合金粉混匀,得到镍钛合金料浆,将所述镍钛合金料浆填充至多孔模板中,得到含有镍钛合金料浆的多孔模板;
将所述含有镍钛合金料浆的多孔模板进行真空干燥,得到素坯;
在保护气体氛围中,将所述素坯升温至400℃~500℃进行脱脂处理,得到脱脂后的素坯;
在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟,得到所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
在其中一个实施例中,所述多孔模板为高分子支架,所述高分子支架的孔径为0.6毫米~1.2毫米。
在其中一个实施例中,所述镍钛合金粉的粒径为15微米~40微米。
在其中一个实施例中,所述添加剂溶液与所述镍钛合金粉的质量比为0.15~0.45:1。
在其中一个实施例中,所述添加剂溶液为甲基纤维素的水溶液、乙基纤维素的乙醇溶液或者淀粉的水溶液;所述添加剂溶液的质量百分数为3%~6%。
在其中一个实施例中,所述真空干燥的真空度为0.1~1Pa,干燥温度为40℃~80℃,干燥时间为4小时~8小时。
在其中一个实施例中,所述在保护气体氛围中,将所述素坯升温至400℃~500℃进行脱脂处理的操作具体为:
在保护气体氛围中,将所述素坯以1℃/分钟~3℃/分钟的速率升温至400℃~500℃,保温30分钟~60分钟后进行冷却。
在其中一个实施例中,所述将所述素坯以1℃/分钟~3℃/分钟的速率升温至400℃~500℃,保温30分钟~60分钟时,所述保护气体的流量为0.5升/分钟~1.5升/分钟;所述冷却时,所述保护气体的流量为1升/分钟。
在其中一个实施例中,所述在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟的操作具体为:
在10-4~10-3Pa的真空度下,将所述脱脂后的素坯以10℃/分钟~15℃/分钟的速率升温至800~850℃,保温30分钟~60分钟,再以3℃/分钟~5℃/分钟的速率升温至1000℃~1200℃,保温120分钟~240分钟,然后将所述脱脂后的素坯在1.0×10-3~5.0×10-2Pa的真空度下冷却。
在其中一个实施例中,在所述在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟,得到所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的步骤之后还包括:
将所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,超声震荡清洗除去表面污物。
上述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,结合了模板浸渍法和粉末冶金方法,制备工艺简单,设备简单,成本低,可调节多孔镍钛形状记忆合金的孔隙性能,经实验证明,制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔隙率高且孔隙均匀、具有三维连通结构。
附图说明
图1为一实施方式的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法的流程图;
图2为实施例1的镍钛合金粉以及制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的X射线衍射图谱;
图3为实施例1制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的宏观结构图;
图4为实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的孔隙形貌扫描电镜图;
图5实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金与人体骨组织性能对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1,一实施方式的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,包括以下步骤:
步骤S101:将添加剂溶液和镍钛合金粉混匀,得到镍钛合金料浆,将镍钛合金料浆填充至多孔模板中,得到含有镍钛合金料浆的多孔模板。
用水或乙醇作为溶剂将添加剂配置成为添加剂溶液,将冷却后的添加剂溶液加入镍钛合金粉中搅拌均匀,形成稳定的悬浊液,得到镍钛合金料浆。将多孔模板放入所述镍钛合金料浆中浸渍,直至多孔模板孔隙完全填充,在浸渍时,避免任何夹杂物混入。
多孔模板做为载体,可使镍钛合金的孔隙分布均匀、完全连通或部分连通,优选为高分子支架。通过选择不同孔径大小的高分子支架,调节镍钛合金的孔隙率、孔隙形貌以及孔径大小。优选地,高分子支架的孔径为0.6mm~1.2mm。多孔模板在烧结过程中可完全分解烧出,无残留,保证了孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的生物相容性和生物安全性。
添加剂溶液起粘接和造孔作用。添加剂溶液应具有一定的粘度,在加入镍钛合金粉中,使粉末形成稳定的悬浊液并具有一定的粘结性;并且不能破坏多孔模板的结构,以保证多孔模板发挥作用;此外添加剂溶液还应在中低温条件下完全分解,无残留,使得镍钛合金粉在烧结过程中成孔,制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金具有良好的生物相容性和生物安全性。
添加剂溶液的浓度可调节孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的孔隙率、孔隙形貌以及孔径大小。添加剂溶液优选为质量百分数为3%~6%的甲基纤维素的水溶液、乙基纤维素的酒精溶液或者淀粉的水溶液,配制的镍钛合金料浆的粘度和流动性适中,满足浸渍的要求。
镍钛合金粉的Ni原子和Ti原子的原子比优选为1:1,制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金为近等原子比的镍钛合金。近等原子比的镍钛合金具有良好的生物相容性,抗疲劳,耐磨还拥有独特的形状记忆效应和超弹性。
镍钛合金粉的粒径优选为15μm~40μm,纯度大于等于99.5%,可使制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔径较小,孔隙均匀。镍钛合金粉纯度高,可避免引入杂质而可能对骨组织造成伤害。
添加剂溶液与镍钛合金粉的质量比优选为0.15~0.45:1,在该质量比下,制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔隙连通性好、力学性能料好,适合骨组织工程支架的要求。
步骤S102:将含有镍钛合金料浆的多孔模板进行真空干燥,得到素坯。
真空干燥的真空度优选为0.1~1Pa,干燥温度优选为40℃~80℃,干燥时间优选为4h~8h。
真空干燥的目的是除去含有镍钛合金料浆的高分子支架中的水分,避免孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金在潮湿环境中氧化以及在后续烧结过程中变形;干燥温度过高会导致高分子支架的分解,而过低则不能很好地达到干燥效果;干燥时间过短不能很好地达到干燥效果,而过长则会出现在已完成干燥的情况下,真空干燥机仍在运行的状态,造成能源浪费。
步骤S103:在保护气体氛围中,将素坯升温至400℃~500℃进行脱脂处理,得到脱脂后的素坯。
将素坯置于钨坩埚内,放入气氛炉内进行脱脂处理。在气氛炉内通入保护气体30min以赶走气氛炉内空气。将气氛炉内的温度从室温以1℃/min~3℃/min的速率升到400℃~500℃,保温300min~60min,此温度阶段通入氩气的气体流量为0.5L/min~1.5L/min。关闭电源,脱脂后的素坯随炉冷却,此时通入氩气的气体流量仍为1L/min,当温度冷却到室温时关闭气体,完成脱脂处理。冷却时,气氛炉内的温度较高,因此应继续通入保护气体,以避免镍钛合金粉与空气发生氧化反应。
优选的,保护气体为氩气,保护气体的浓度为99.999%。氩气为惰性气体,性质稳定,在99.999%的氩气气氛中,镍钛合金粉不容易发生氧化反应。
步骤S104:在真空条件下,将脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120min~240min,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
将脱脂后的素坯置于钨坩埚内,放入真空炉内进行烧结,将真空炉的真空度抽到10-4~10-3Pa。然后将真空炉内的温度从室温以10℃/min~15℃/min的速率升到800℃~850℃,保温30min~60min;再从800~850℃以3℃/min~5℃/min的速率升高至1000℃~1200℃,保温120min~240min后烧结结束,然后随炉冷却,整个冷却过程中真空炉内的真空度保持在1.0×10-3~5.0×10-2Pa。
上述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,结合了模板浸渍法和粉末冶金方法,制备工艺简单,设备简单,成本低,可调节多孔镍钛形状记忆合金的孔隙性能,制得的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔隙率高且孔隙均匀、具有三维连通结构。
并且,上述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,对设备要求低,容易实现不同形状的制品要求,无害,无污染,无毒害粉尘,对人体无副作用。
以下为具体实施例。
实施例1
1、称取甲基纤维素3g,放入玻璃杯中,加入足量的蒸馏水,将其放在电炉上加温并搅拌均匀,配制成100mL甲基纤维素的水溶液。称取40g镍钛合金粉,镍钛合金粉中Ni原子和Ti原子的原子比为1:1,粒径为15μm,将镍钛合金粉加入10g甲基纤维素的水溶液,手工搅拌混合均匀,使之变成镍钛合金料浆,选用孔径为0.8mm尺寸为φ12×25mm的高分子支架放入其中浸渍,直至聚氨酯泡沫不再吸入镍钛合金料浆为止,刮去表面多余镍钛合金料浆,得到含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫,用夹子夹出含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫放入瓷盘中。
2、将装有含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫的瓷盘置于真空干燥箱干燥,干燥温度为40℃,干燥时间8h,真空度保持1Pa,得到素坯。
3、将素坯置于钨坩埚内,放入气氛炉内进行脱脂处理,在气氛炉内通入氩气30min以赶走气氛炉内空气。将气氛炉内的温度从室温以1℃/min的速率升到400℃,保温30min,此温度阶段通入氩气的气体流量为0.5L/min。关闭电源,脱脂后的素坯随炉冷却,此时通入氩气的气体流量仍为1L/min,当温度冷却到室温时关闭气体,脱脂完成。
4、将冷却后的装有脱脂后的素坯的钨坩埚,放入真空炉内进行烧结,将真空炉的真空度抽到10-3Pa。然后将真空炉内的温度从室温以10℃/min的速率升到800℃,保温30min;再从800℃以5℃/min的速率升高至1100℃,保温180min后烧结结束,随炉冷却,整个冷却过程真空炉内的真空度保持在1.0×10-3Pa,冷却后,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
5、取出孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,采用40KHz超声震荡清洗,去除表面灰尘及污物,采用万能力学实验机检测性能。
通过质量体积计算法表征材料的孔隙率ε,由如下公式计算
其中,m为孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的质量,V为孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的体积,ρs为镍钛合金的理论密度(NiTi合金为6.45g/cm3)。
测得孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的比重为2.25g/cm3,孔隙度57.9%,孔隙连通、孔径150μm~400μm;弹性模量3.2GPa,压溃强度87MPa。
实施例2
1、称取甲基纤维素5g,放入玻璃杯中,加入足量的蒸馏水,将其放在电炉上加温并搅拌均匀,配制成100mL甲基纤维素的水溶液。称取30g镍钛合金粉,镍钛合金粉中Ni原子和Ti原子的原子比为1:1,粒径为25μm,加入10g甲基纤维素的水溶液,手工搅拌混合均匀,使之变成镍钛合金料浆,选用孔径为1.0mm尺寸为15×15×35mm的聚氨酯泡沫放入其中浸渍,直至聚氨酯泡沫不再吸入镍钛合金料浆为止,刮去表面多余镍钛合金料浆,得到含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫,用夹子夹出含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫放入瓷盘中。
2、将装有含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫的瓷盘置于真空干燥箱干燥,干燥温度为50℃,干燥时间6h,真空度保持1Pa,得到素坯。
3、将素坯置于钨坩埚内,放入气氛炉内进行脱脂处理,在气氛炉内通入氩气30min以赶走气氛炉内空气。将气氛炉内的温度从室温以1℃/min的速率升到400℃,保温30min,此温度阶段通入氩气的气体流量为0.5L/min。关闭电源,脱脂后的素坯随炉冷却,此时通入氩气的气体流量仍为1L/min,当温度冷却到室温时关闭气体,脱脂完成。
4、将冷却后的装有脱脂后的素坯的钨坩埚,放入真空炉内进行烧结,将真空炉的真空度抽到10-3Pa。然后将真空炉内温度从室温以15℃/min的速率升到800℃,保温30min;再从800℃以5℃/min的速率升高至1100℃,保温120min后烧结结束,随炉冷却,整个冷却过程真空炉内的真空度保持在8.0×10-3Pa,冷却后,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
5、取出孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,采用40KHz超声震荡清洗,去除表面灰尘及污物,采用万能力学实验机检测性能。
测得孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的比重为2.58g/cm3,孔隙度62.4%,孔隙连通、孔径200μm~500μm;弹性模量2.5GPa,压溃强度73MPa。
实施例3
1、称取乙基纤维素4g,放入玻璃杯中,加入足量的无水乙醇,将其放在电炉上加温并搅拌均匀,配制成100mL乙基纤维素的酒精溶液。称取40g镍钛合金粉,镍钛合金粉中Ni原子和Ti原子的原子比为1:1,粒径为25μm,加入6g乙基纤维素的酒精溶液,手工搅拌混合均匀,使之变成镍钛合金料浆,选用孔径为0.6mm尺寸为的聚氨酯泡沫放入其中浸渍,直至聚氨酯泡沫不再吸入镍钛合金料浆为止,刮去表面多余镍钛合金料浆,得到含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫,用夹子夹出含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫放入瓷盘中。
2、将装有含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫的瓷盘置于真空干燥箱干燥,干燥温度为50℃,干燥时间4h,真空度保持0.6Pa,得到素坯。
3、将素坯置于钨坩埚内,放入气氛炉内进行脱脂处理,在气氛炉内通入氩气30min以赶走气氛炉内空气。将气氛炉内的温度从室温以2℃/min的速率升到450℃,保温45min,此温度阶段通入氩气的气体流量为1L/min。关闭电源,脱脂后的素坯随炉冷却,此时通入氩气的气体流量仍为1L/min,当温度冷却到室温时关闭气体,脱脂完成。
4、将冷却后的装有脱脂后的素坯的钨坩埚,放入真空炉内进行烧结,将真空炉的真空度抽到10-4Pa。然后将真空炉内温度从室温以10℃/min的速率升到825℃,保温45min;再从825℃以4℃/min的速率升高至1200℃,保温150min后烧结结束,随炉冷却,整个冷却过程真空炉内的真空度保持在5.0×10-2Pa,冷却后,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
5、取出孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,采用40KHz超声震荡清洗,去除表面灰尘及污物,采用万能力学实验机检测性能。
孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的比重为3.11g/cm3,孔隙度53.2%,孔隙连通、孔径150μm~400μm;弹性模量3.7GPa,压溃强度92MPa。
实施例4
1、称取淀粉6g,放入玻璃杯中加入足量的蒸馏水,将其放在电炉上加温并搅拌均匀,配制成100mL甲基纤维素的水溶液。称取20g镍钛合金粉,镍钛合金粉中Ni原子和Ti原子的原子比为1:1,粒径为40μm,加入9g甲基纤维素的水溶液,手工搅拌混合均匀,使之变成镍钛合金料浆,选用孔径为1.2mm尺寸为的聚氨酯泡沫放入其中浸渍,直至聚氨酯泡沫不再吸入镍钛合金料浆为止,刮去表面多余镍钛合金料浆,得到含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫,用夹子夹出含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫放入瓷盘中。
2、将装有含有镍钛合金浆料的聚氨酯泡沫的瓷盘置于真空干燥箱干燥,干燥温度为80℃,干燥时间4h,真空度保持0.1Pa,得到素坯。
3、将素坯置于钨坩埚内,放入气氛炉内进行脱脂处理,在气氛炉内通入氩气30min以赶走气氛炉内空气。将气氛炉内的温度从室温以3℃/min的速率升到500℃,保温60min,此温度阶段通入氩气的气体流量为1.5L/min。关闭电源,脱脂后的素坯随炉冷却,此时通入氩气的气体流量仍为1L/min,当温度冷却到室温时关闭气体,脱脂完成。
4、将冷却后的装有脱脂后的素坯的钨坩埚,放入真空炉内进行烧结,将真空炉的真空度抽到5×10-4Pa。然后将真空炉内温度从室温以15℃/min的速率升到850℃,保温60min;再从850℃以3℃/min的速率升高至1000℃,保温240min后烧结结束,随炉冷却,整个冷却过程真空炉内的真空度保持在3.0×10-2Pa,冷却后,得到孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
5、取出孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,采用40KHz超声震荡清洗,去除表面灰尘及污物,采用万能力学实验机检测性能。
测得孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的比重为1.94g/cm3,孔隙度71.7%,孔隙连通、孔径250μm~500μm;弹性模量1.8GPa,压溃强度65MPa。
数据测试
取实施例1的镍钛合金粉以及制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金进行X射线衍射测试,结果如图2所示。
图2中,B2(TiNi)为镍钛母相奥氏体相,Ti2Ni为次生相。从图2可看出,实施例1的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金在2θ值为42.615°,61.842°和78.007°处附近有3个明显的衍射峰,分别对应于立方晶系NiTi(PDF卡65-5537)的(110)、(200)、(211)晶面,且各个衍射峰的强度也与其衍射图谱吻合较好。在镍钛合金粉的谱线中,除NiTi主相外还略含有少量的Ti2Ni次生相。经过真空烧结后,图谱中的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金和镍钛合金粉的主相峰都发生了不同程度的宽化并略微向左偏移,而且都在36.100°,41.928°和60.793°处出现了微弱的TiC杂质峰。这是由于泡沫在分解过程中有少量C渗进基体中,固溶于NiTi相并析出TiC碳化物,晶格发生了畸变。但与此同时,经过长时间高温烧结后次生相Ti2Ni的峰几近消失,已无法分辨。图2表明,在经过真空烧结后,并未生成其他晶体,孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金制备成功。
图3为实施例1制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的宏观结构照片,由图3可知,实施例1制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金具有很高的孔隙率,产品形状易于调控。
取实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金进行电镜扫描,扫描结果如图4所示,从图4可以看出,实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金孔隙率高,孔隙分布均匀,三维连通性好。
取实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金与人体骨组织进行性能对比,结果如图5所示,从图5可以看出,实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的压溃强度介于松质骨和密质骨的压溃强度参数之间,其弹性模量介于松质骨和密质骨的弹性模量之间。可见实施例2制备的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金与人体骨组织的力学性能匹配,可起到良好的骨小梁的作用,可有效解决植入支架和人体骨之间的应力屏蔽问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将添加剂溶液和镍钛合金粉混匀,得到镍钛合金料浆,将所述镍钛合金料浆填充至多孔模板中,得到含有镍钛合金料浆的多孔模板,所述添加剂溶液为甲基纤维素的水溶液、乙基纤维素的乙醇溶液或者淀粉的水溶液,所述添加剂溶液的质量百分数为3%~6%,所述添加剂溶液与所述镍钛合金粉的质量比为0.15~0.45:1;
将所述含有镍钛合金料浆的多孔模板进行真空干燥,得到素坯;
在保护气体氛围中,将所述素坯升温至400℃~500℃进行脱脂处理,得到脱脂后的素坯;
在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟,得到所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金。
2.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述多孔模板为高分子支架,所述高分子支架的孔径为0.6毫米~1.2毫米。
3.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述镍钛合金粉的粒径为15微米~40微米。
4.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述真空干燥的真空度为0.1~1Pa,干燥温度为40℃~80℃,干燥时间为4小时~8小时。
5.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述在保护气体氛围中,将所述素坯升温至400℃~500℃进行脱脂处理的操作具体为:
在保护气体氛围中,将所述素坯以1℃/分钟~3℃/分钟的速率升温至400℃~500℃,保温30分钟~60分钟后进行冷却。
6.根据权利要求5所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述将所述素坯以1℃/分钟~3℃/分钟的速率升温至400℃~500℃,保温30分钟~60分钟时,所述保护气体的流量为0.5升/分钟~1.5升/分钟;所述冷却时,所述保护气体的流量为1升/分钟。
7.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,所述在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟的操作具体为:
在10-4~10-3Pa的真空度下,将所述脱脂后的素坯以10℃/分钟~15℃/分钟的速率升温至800~850℃,保温30分钟~60分钟,再以3℃/分钟~5℃/分钟的速率升温至1000℃~1200℃,保温120分钟~240分钟,然后将所述脱脂后的素坯在1.0×10-3~5.0×10-2Pa的真空度下冷却。
8.根据权利要求1所述的孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的制备方法,其特征在于,在所述在真空条件下,将所述脱脂后的素坯于1000℃~1200℃下烧结120分钟~240分钟,得到所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金的步骤之后还包括:
将所述孔隙可控的多孔镍钛形状记忆合金置于无水乙醇中,超声震荡清洗除去表面污物。
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