CN104962796B - 一种医用锆钛合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种医用钛合金及其制备方法，该医用钛合金包括以下按质量百分比计的组分：钛12‑18%，锆28‑42%，铜8‑12%，钙0.5‑1.4%，陶瓷粉12‑26%，镍0.2‑0.5%，钨0.6‑0.8%，铂0.3‑0.8%。制备方法：称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中搅拌，然后在惰性气体下恒速升温至3000‑3500℃得第一混合物；向第一混合物中加入陶瓷粉,搅拌后，升温至3800‑4000℃得第二混合物；将第二混合物以100‑200℃/min的速度降温至2200‑2500℃后，再以400‑500℃/min降至室温后得医用钛合金。本发明钛合金孔径均匀，生物相溶性好，对人体无伤害，适合推广。
Description
技术领域
本发明属于医用钛合金材料领域，具体涉及一种医用锆钛合金及其制备方法。
背景技术
医用钛合金是指用于制造植入人体内的医疗期间、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金，一般要求比强度高、力学性质接近人骨，强度远优于纯钛，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。
目前医学领域常用的医用钛合金是Ti-6Al-4v ELI合金，但在使用中会析出极微量的钒和铝离子，这两种离子均会引起人体不适，对人体造成伤害。只有采用无毒的元素离子做成力学性能好、生物相容性高的合金，才能根除隐患。另外，满足患者的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安全系数高，生物相容性高、力学性质接近人骨的医用锆钛合金及其制备方法。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛12-18％，锆28-42％，铜8-12％，钙0.5-1.4％，陶瓷粉12-26％，镍0.2-0.5％，钨0.6-0.8％，铂0.3-0.8％；制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中150-180rpm下搅拌，然后在惰性气体下恒速升温至3000-3500℃得第一混合物；步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,搅拌5-10min后，升温至3800-4000℃得第二混合物；步骤3，将第二混合物以100-200℃/min的速度降温至2200-2500℃后，再以400-500℃/min降至室温后得医用锆钛合金。
作为优选的是，上述医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛14-16％，锆35-40％，铜9-11％，钙0.8-1.2％，陶瓷粉20-24％，镍0.3-0.4％，钨0.6-0.8％，铂0.4-0.6％。
作为优选的是，所述陶瓷粉的目数为800目。
作为优选的是，步骤1中恒速升温的速度为200-300℃/min。
作为优选的是，步骤2中搅拌速度为2500-3000rpm。
有益效果
本发明医用锆钛合金孔径和孔隙率均匀，抗压能力强，用于制备医用器械后生物相溶性好，不会对引起免疫反应。另外，本发明元素离子无毒，对身体无伤害，可用于制备各种医学材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不构成对本发明的限制。
实施例1
一种医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛12％，锆28％，铜8％，钙0.5％，800目陶瓷粉12％，镍0.2％，钨0.6％，铂0.3％。
上述医用钛合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中150rpm下搅拌，然后在惰性气体下以200℃/min。恒速升温至3000℃得第一混合物；
步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,以2500rpm搅拌5min后，升温至3800℃得第二混合物；
步骤3，将第二混合物以100℃/min的速度降温至2200℃后，再以400℃/min降至室温后得医用锆钛合金。
实施例2
一种医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛14-16％，锆35-40％，铜9-11％，钙0.8-1.2％，800目陶瓷粉20-24％，镍0.3-0.4％，钨0.6-0.8％，铂0.4-0.6％。
上述医用锆钛合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中175rpm下搅拌，然后在惰性气体下以250℃/min恒速升温至3200℃得第一混合物；
步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,以2800rpm搅拌8min后，升温至3900℃得第二混合物；
步骤3，将第二混合物以150℃/min的速度降温至2300℃后，再以450℃/min降至室温后得医用锆钛合金。
实施例3
一种医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛18％，锆42％，铜12％，钙1.4％，800目陶瓷粉26％，镍0.5％，钨0.8％，铂0.8％。
上述医用钛合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中180rpm下搅拌，然后在惰性气体下以300℃/min恒速升温至3500℃得第一混合物；
步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,以3000rpm搅拌10min后，升温至4000℃得第二混合物；
步骤3，将第二混合物以200℃/min的速度降温至2500℃后，再以500℃/min降至室温后得医用锆钛合金。
实施例4
一种医用锆钛合金，包括以下按质量百分比计的组分：钛14-16％，锆35-40％，铜9-11％，钙0.8-1.2％，800目陶瓷粉20-24％，镍0.3-0.4％，钨0.6-0.8％，铂0.4-0.6％。
上述医用钛合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中175rpm下搅拌，然后在惰性气体下升温至3200℃得第一混合物；
步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,以2800rpm搅拌8min后，升温至3900℃得第二混合物；
步骤3，将第二混合物降至室温后得医用锆钛合金。
性能试验
对本发明实施例1-3和对比例1-2制得的一种医用锆钛合金进行测试，所得数据如下表所示：
从上表数据可以看出，本发明医用锆钛合金孔径均匀、抗压能力强、生物相溶性好，不易引起过敏反应，本合金采用的元素离子无毒，即使有微溶也不会对身体有伤害。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种医用锆钛合金，其特征在于，包括以下按质量百分比计的组分：钛12-18%，锆28-42%，铜8-12%，钙0.5-1.4%，陶瓷粉12-26%，镍0.2-0.5%，钨0.6-0.8%，铂0.3-0.8%；制备方法为步骤1，称取原料，将钛、铜、钙、镍、钨和铂投入反应釜中150-180rpm下搅拌，然后在惰性气体下恒速升温至3000-3500℃得第一混合物；步骤2，向第一混合物中加入陶瓷粉,搅拌5-10min后，升温至3800-4000℃得第二混合物；步骤3，将第二混合物以100-200℃/min的速度降温至2200-2500℃后，再以400-500℃/min降至室温后得医用锆钛合金。
2.根据权利要求1所述的医用锆钛合金，其特征在于，包括以下按质量百分比计的组分：钛14-16%，锆35-40%，铜9-11%，钙0.8-1.2%，陶瓷粉20-24%，镍0.3-0.4%，钨0.6-0.8%，铂0.4-0.6%。
3.根据权利要求1所述的医用锆钛合金，其特征在于：包括以下按质量百分比计的组分：钛16%，锆40%，铜11%，钙1.2%，陶瓷粉24%，镍0.4%，钨0.8%，铂0.6%。
4.根据权利要求1所述的医用锆钛合金，其特征在于：所述陶瓷粉的目数为800目。
5.根据权利要求1所述的医用锆钛合金，其特征在于：步骤1，恒速升温的速度为200-300℃/min。
6.根据权利要求1所述的医用锆钛合金，其特征在于：步骤2，搅拌速度为2500-3000rpm。
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