CN115196973B - 多层氮化硅陶瓷植入物及其制作方法 - Google Patents

多层氮化硅陶瓷植入物及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种多层氮化硅陶瓷植入物及其制备方法，包括核体以及包裹在核体外的壳体；核体包括以下组分：氮化硅，烧结助剂，第一添加剂；壳体包括以下组分：氮化硅，烧结助剂，低温助剂，第二添加剂；其中，第一添加剂包括碳化铬，第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；烧结助剂包括稀土氧化物，低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；本申请通过高硬度的壳体和高断裂韧度的核体配合形成了外硬内韧的氮化硅陶瓷植入物，同时满足了在作为骨科植入物使用时的耐磨性和断裂韧度的要求。

Description

多层氮化硅陶瓷植入物及其制作方法
技术领域
本申请涉及氮化硅陶瓷技术领域，特别是涉及一种多层氮化硅陶瓷植入物及其制作方法。
背景技术
氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、高韧性等优异的力学性能，以及耐腐蚀、抗氧化、抗热震等多重化学和热力学稳定性，被誉为结构陶瓷的全能冠军。同时，氮化硅陶瓷由于具有优异的耐磨损性能和生物安全性，也逐渐被用作髋关节球头等骨科植入物。
氮化硅陶瓷以α-Si3N4或β-Si3N4为主晶相，根据晶相不同，氮化硅陶瓷的硬度和韧度不同，氮化硅陶瓷在作为骨科植入物材料时，应当具有尽可能高的韧度来抵抗裂纹及降低相应破坏的风险，同时还需要具有尽可能高的硬度，从而提高氮化硅陶瓷植入物的耐磨性。而传统氮化硅陶瓷无法同时满足骨科植入物的硬度和韧度要求。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种多层氮化硅陶瓷植入物及其制作方法，以解决现有技术中存在的氮化硅陶瓷无法同时满足骨科植入物的硬度和韧度要求的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种多层氮化硅陶瓷植入物，包括核体以及包裹在所述核体外的壳体；
所述核体包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂；
所述壳体包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂；
其中，所述第一添加剂包括碳化铬，所述第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；所述烧结助剂包括稀土氧化物，所述低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；
所述核体包括由中心至外围依次设置的若干分层，所述第一添加剂在所述若干分层中的质量分数由内至外逐渐减小，使得所述核体的断裂韧度由内至外呈梯度降低。
在一个实施方式中，所述烧结助剂包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钐中的至少两种。
在一个实施方式中，所述核体与所述壳体之间还设有缓冲层，所述缓冲层包括如下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂。
为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种多层氮化硅陶瓷植入物的制备方法，包括：
提供第一原料和第二原料，所述第一原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂；所述第二原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂；其中，所述第一添加剂包括碳化铬，所述第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；所述烧结助剂包括稀土氧化物，所述低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；
取第一原料进行成型处理，得到第一胚体；
对所述第一胚体进行一次烧结处理，得到第一烧结件；
取第二原料在所述第一烧结件表面进行成型处理，得到第二胚体；
对所述第二胚体进行二次烧结处理，得到第二烧结件；
对所述第二烧结件进行后处理，即得。
在一个实施方式中，所述提供第一原料和第二原料包括：
取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第一原料；
取氮化硅、烧结助剂、低温助剂和第二添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第二原料。
在一个实施方式中，所述提供第一原料包括：
取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合，重复若干次得到若干组合物，若干所述组合物的所述第一添加剂的质量分数不同，对若干所述组合物分别进行球磨处理、造粒处理和干燥得到若干第一原料。
在一个实施方式中，所述取第一原料进行成型处理包括：
取第一添加剂质量分数最高的所述第一原料作为最内层预压成型，之后取第一添加剂质量分数第二高的所述第一原料包裹在最内层表面预压成型，以此类推，直至第一添加剂质量分数最低的所述第一原料包裹在最外侧预压成型，得到第一胚体。
优选的，若干所述组合物中的一个组合物的所述第一添加剂的质量分数为0。
在一个实施方式中，所述对所述第一胚体进行一次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对所述第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为1700～2500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为1500～2400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
在一个实施方式中，所述对所述第二胚体进行二次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对所述第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1300～1500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1100～1400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
在一个实施方式中，所述对所述第二烧结件进行后处理包括：对所述第二烧结件进行清洗和表面抛光处理。
在一个实施方式中，所述取第二原料在所述第一烧结件表面进行成型处理的步骤之前还包括：
对所述第一烧结件表面进行糙化处理；
优选的，所述糙化处理为金刚石研磨或碳化硅喷砂。
区别于现有技术情况，本申请的有益效果是：
本申请的多层氮化硅陶瓷植入物的壳体内添加有低温助剂和第二添加剂，有效提高了壳体硬度；核体内添加有第一添加剂碳化铬，有效提高了核体断裂韧度；通过高硬度的壳体和高断裂韧度的核体配合形成了外硬内韧的氮化硅陶瓷植入物，同时满足了氮化硅陶瓷植入物在作为骨科植入物使用时的耐磨性和断裂韧度的要求；
本申请的多层氮化硅陶瓷植入物的核体为多层结构，且核体的断裂韧度由中心至外围呈梯度降低，有效降低了核体外围与壳体之间的断裂韧度差，保证整体结构的均匀性。
附图说明
图1是本申请多层氮化硅陶瓷植入物一实施方式的结构示意图；
图2是本申请多层氮化硅陶瓷植入物另一实施方式的结构示意图；
图3是本申请多层氮化硅陶瓷植入物又一实施方式的结构示意图；
图4是本申请多层氮化硅陶瓷植入物的制备方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本申请多层氮化硅陶瓷植入物一实施方式的结构示意图。
本申请提供一种多层氮化硅陶瓷植入物，包括核体100以及包裹在核体外的壳体200。
核体100包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂。
壳体200包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂。
其中，第一添加剂包括碳化铬，第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；烧结助剂包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钐中的至少两种，低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；
由于核体100相对于传统的氮化硅陶瓷，添加了第一添加剂碳化铬，碳化铬是一种良好的耐磨、耐腐蚀、抗氧化的高熔点无机材料，通过在核体100内添加碳化铬，能够有效促进核体100内的颗粒弥散增韧现象，从而显著增强核体100的断裂韧度。
壳体200相对于传统的氮化硅陶瓷，添加了低温助剂和第二添加剂，其中低温助剂采用低熔点氧化物，如氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒。低温助剂在较低温度熔化后，能够形成液相，液相能够很好地润湿氮化硅颗粒，并形成毛细管压力，可以促进生坯中粉粒的重新排列，达到更紧密的空间堆积；并将促进坯体中的小颗粒或固相颗粒的尖凸部在液相中溶解，通过液体扩散，凝析在粗颗粒的表面，加快反应进程，从而在较低的温度下完成烧结致密化过程。
由于壳体200的烧结温度较低，能够有效抑制α相氮化硅向β相氮化硅的相转变。β相氮化硅会原位生成长柱状晶体，该长柱状晶体能够阻止裂纹扩展的能力，从而提高材料的断裂韧度，但同时β相氮化硅的硬度值低于α相氮化硅。壳体200通过低温烧结抑制α相氮化硅向β相氮化硅的相转变，有效提高了壳体200的硬度。
而第二添加剂为高硬度颗粒，如金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒，通过在壳体200内分散高硬度颗粒能够显著提高壳体200的硬度和耐磨性。
本申请通过高硬度的壳体200和高断裂韧度的核体100配合形成了外硬内韧的氮化硅陶瓷植入物，同时满足了氮化硅陶瓷植入物在作为骨科植入物使用时的耐磨性和断裂韧度的要求。
在一个实施方式中，为了保证本申请多层氮化硅陶瓷植入物的内部结构断裂韧度的均匀性，提高植入物的整体性，请参阅图2，图2是本申请多层氮化硅陶瓷植入物另一实施方式的结构示意图。
核体100包括由中心至外围依次设置的若干分层1000，第一添加剂在若干分层1000中的质量分数由内至外逐渐减小，使得核体的断裂韧度由内至外呈梯度降低。
通过上述设置，能够使得核体100的断裂韧度由中心至外围呈阶梯下降，从而降低核体100外围与壳体200之间的断裂韧度差值，保证整体结构的均匀性。
在一个实施方式中，为了进一步保证氮化硅陶瓷植入物内部断裂韧度的均匀性，请参阅图3，图3是本申请多层氮化硅陶瓷植入物又一实施方式的结构示意图。
核体100与壳体200之间还设有缓冲层300，缓冲层300包括如下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂。
缓冲层的组分仅由氮化硅和烧结助剂组成，其断裂韧度以及硬度均介于核体和壳体之间，从而起到过渡作用，进一步保证整体结构的均匀性。
请参阅图4，图4是本申请多层氮化硅陶瓷植入物的制备方法一实施方式的流程示意图。
该制备方法包括：
S100：提供第一原料和第二原料。
其中，第一原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂；提供第二原料，第二原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂；其中，第一添加剂包括碳化铬，第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；烧结助剂包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钐中的至少两种，低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种。
具体地，在一个实施方式中，提供第一原料包括：取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第一原料；提供第二原料包括：取氮化硅、烧结助剂、低温助剂和第二添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第二原料。
其中，在一个应用场景中，球磨处理具体利用氧化锆磨球在球磨机中将混合好的原料粉进行充分球磨，研磨时间为8～12小时，在其他应用场景中，也可以选用其他的磨球对原料粉进行球磨，具体研磨时间可以根据原料粉的初始粒径、球磨机的工作效率和原料粉的目标粒径等进行适应性选择。造粒处理具体通过喷雾造粒机进行造粒，其造粒条件为：造粒气氛为空气，浆料固含量为45％-55％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升。干燥的干燥温度为60～100℃，例如80℃，干燥时间为10～20小时。在其他应用场景中，具体干燥温度，干燥时间可以根据原料粉的含水量适应性选择设置。
在另一个实施方式中，为了实现核体100的分层设置，提供第一原料包括：取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合，重复若干次得到若干组合物，若干组合物的第一添加剂的质量分数不同，对若干组合物分别进行球磨处理、造粒处理和干燥得到若干第一原料。
对应于核体100的不同分层1000，分别制备不同第一添加剂质量分数的第一原料。
进一步的，在一个应用场景中，为了在核体100和壳体200之间设置缓冲层300，需使若干组合物中的一个组合物的第一添加剂的质量分数为0，即该组合物仅由氮化硅和烧结助剂组成，作为缓冲层300的原料。
S200：取第一原料进行成型处理，得到第一胚体。
具体地，在一个实施方式中，核体100为由一种第一原料组成的整体结构，成型处理采用将第一原料填充至模具内预压成型得到。
在另一个实施方式中，核体100为由若干种第一添加剂质量分数不同的第一原料组成分层式结构，成型处理具体包括：取第一添加剂质量分数最高的第一原料作为最内层预压成型，之后取第一添加剂质量分数第二高的第一原料包裹在最内层表面预压成型，以此类推，直至第一添加剂质量分数最低的第一原料包裹在最外侧预压成型，得到第一胚体。
在一个应用场景中，当需要在核体100和壳体200间设置缓冲层300时，将第一添加剂质量分数为0的第一原料包裹在最外侧预压成型，作为缓冲层。
S300：对第一胚体进行一次烧结处理，得到第一烧结件。
具体地，一次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为1700～2500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为1500～2400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
S400：取第二原料在第一烧结件表面进行成型处理，得到第二胚体。
具体地，将第二原料涂敷在第一烧结件表面，之后放入模具中，预压成型，得到第二胚体。
S500：对第二胚体进行二次烧结处理，得到第二烧结件。
具体地，二次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1300～1500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1100～1400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
二次烧结处理由于第二原料中存在低温助剂，因此可在较低温度下进行烧结，有效抑制了α相氮化硅向β相氮化硅的相转变。
S600：对第二烧结件进行后处理，即得。
具体地，后处理包括对第二烧结件进行清洗和表面抛光处理。
在一个实施方式中，为了提高第一原料和第二原料之间的粘结力，保证结构整体性，在步骤S400之前还包括：对第一烧结件表面进行糙化处理。
在一个应用场景中，糙化处理可采用金刚石磨具对第一烧结件表面进行研磨，从而提高其表面粗糙度；在另一个应用场景中，也可采用对第一烧结件表面进行碳化硅喷砂的方式，均能实现本实施方式的效果。
可以理解的，经过糙化处理的第一烧结件表面能够与第二原料粘结地更加紧密，从而有助于提高结构的整体性。
下面将结合具体实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护内容。
实施例1：
本实施例提供一种多层氮化硅陶瓷植入物，由以下方法制备：
(1)称取70重量份氮化硅、5重量份氧化钇、5重量份氧化镧、10重量份碳化铬，混合后放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到第一原料；
(2)称取70重量份氮化硅、5重量份氧化钇、5重量份氧化镧、10重量份氧化铋和10重量份金刚石颗粒，混合后放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到第二原料；
(3)取第一原料填充至模具内，预压成型得到第一胚体；
(4)在惰性气体保护下，对第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为2000℃，烧结的时间为25小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为1800℃，压力为200MPa，时间为20小时，得到第一烧结件；
(5)采用金刚石模具研磨第一烧结件表面，对其进行糙化处理；
(6)取第二原料涂敷在第一烧结件表面，之后放入模具中，预压成型，得到第二胚体；
(7)在惰性气体保护下，对第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1400℃，烧结的时间为25小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1200℃，压力为200MPa，时间为20小时，得到第二烧结件；
(8)对第二烧结件进行清洗和表面抛光处理，得到多层氮化硅陶瓷植入物。
本实施例制备的多层氮化硅陶瓷植入物的表面硬度能够达到HV10 1800～2000，具有强耐磨性能，弯曲强度能够达到900～1100MPa，断裂韧度能够达到8～10MPa*m 1/2。
实施例2：
本实施例提供一种多层氮化硅陶瓷植入物，由以下方法制备：
(1)称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、2重量份碳化铬，得到第一混合物；
称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、5重量份碳化铬，得到第二混合物；
称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、10重量份碳化铬，得到第三混合物；
分别将第一混合物、第二混合物和第三混合物放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到三种第一原料；
(2)称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、5重量份氧化铜和5重量份立方氮化硼颗粒，混合后放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到第二原料；
(3)取由第三混合物制备的第一原料作为最内层放入模具中预压成型，之后取由第二混合物制备的第一原料包裹在最内层表面预压成型，之后取第一混合物制备的第一原料包裹在最外层预压成型，得到第一胚体；
(4)在惰性气体保护下，对第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为2500℃，烧结的时间为15小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为2200℃，压力为300MPa，时间为12小时，得到第一烧结件；
(5)对第一烧结件表面进行碳化硅喷砂，对其进行糙化处理；
(6)取第二原料涂敷在第一烧结件表面，之后放入模具中，预压成型，得到第二胚体；
(7)在惰性气体保护下，对第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1500℃，烧结的时间为20小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1100℃，压力为300MPa，时间为16小时，得到第二烧结件；
(8)对第二烧结件进行清洗和表面抛光处理，得到多层氮化硅陶瓷植入物。
本实施例制备的多层氮化硅陶瓷植入物的表面硬度能够达到HV10 1800～2000，具有强耐磨性能，弯曲强度能够达到800～1000MPa，断裂韧度能够达到6～8MPa*m 1/2。
实施例3：
本实施例提供一种多层氮化硅陶瓷植入物，由以下方法制备：
(1)称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、2重量份碳化铬，得到第一混合物；
称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、5重量份碳化铬，得到第二混合物；
称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、10重量份碳化铬，得到第三混合物；
称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐，得到第四混合物；
分别将第一混合物、第二混合物、第三混合物和第四混合物放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到四种第一原料；
(2)称取80重量份氮化硅、3重量份氧化铈、2重量份氧化钐、5重量份氧化铜和5重量份立方氮化硼颗粒，混合后放入球磨机中，用氧化锆磨球进行充分球磨；研磨10小时后，通过喷雾造粒机进行造粒，造粒气氛为空气，浆料固含量为50％，雾化器转速为每分钟8000转，供料速率为每分钟0.4升；造粒完成后，在60℃下干燥20小时，得到第二原料；
(3)取由第三混合物制备的第一原料作为最内层放入模具中预压成型，之后依次取第二混合物和第一混合物制备的第一原料包裹在表面预压成型，最后取第四混合物制备的第一原料包裹在最外层预压成型，得到第一胚体；
(4)在惰性气体保护下，对第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为2500℃，烧结的时间为15小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为2200℃，压力为300MPa，时间为12小时，得到第一烧结件；
(5)对第一烧结件表面进行碳化硅喷砂，对其进行糙化处理；
(6)取第二原料涂敷在第一烧结件表面，之后放入模具中，预压成型，得到第二胚体；
(7)在惰性气体保护下，对第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1500℃，烧结的时间为20小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1100℃，压力为300MPa，时间为16小时，得到第二烧结件；
(8)对第二烧结件进行清洗和表面抛光处理，得到多层氮化硅陶瓷植入物。
本实施例制备的多层氮化硅陶瓷植入物的表面硬度能够达到HV10 1800～2000，具有强耐磨性能，弯曲强度能够达到800～1000MPa，断裂韧度能够达到6～8MPa*m 1/2。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种多层氮化硅陶瓷植入物，其特征在于，包括核体以及包裹在所述核体外的壳体；
所述核体包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂；
所述壳体包括以下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂；
其中，所述第一添加剂包括碳化铬，所述第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；所述烧结助剂包括稀土氧化物，所述低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；
所述核体包括由中心至外围依次设置的若干分层，所述第一添加剂在所述若干分层中的质量分数由内至外逐渐减小，使得所述核体的断裂韧度由内至外呈梯度降低。
2.根据权利要求1所述的多层氮化硅陶瓷植入物，其特征在于，所述烧结助剂包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钐中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的多层氮化硅陶瓷植入物，其特征在于，所述核体与所述壳体之间还设有缓冲层，所述缓冲层包括如下重量份组分：70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂。
4.一种多层氮化硅陶瓷植入物的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一原料和第二原料，所述第一原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份第一添加剂；所述第二原料包括70～80重量份氮化硅，5～10重量份烧结助剂，5～10重量份低温助剂，5～10重量份第二添加剂；其中，所述第一添加剂包括碳化铬，所述第二添加剂包括金刚石颗粒、立方氮化硼颗粒、氮化钛颗粒中的一种或多种；所述烧结助剂包括稀土氧化物，所述低温助剂包括氧化硼、氧化铜、氧化铋、氧化钒中的一种或多种；
取第一原料进行成型处理，得到第一胚体；
对所述第一胚体进行一次烧结处理，得到第一烧结件；
取第二原料在所述第一烧结件表面进行成型处理，得到第二胚体；
对所述第二胚体进行二次烧结处理，得到第二烧结件；
对所述第二烧结件进行后处理，即得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述提供第一原料和第二原料包括：
取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第一原料；
取氮化硅、烧结助剂、低温助剂和第二添加剂，按质量比称重混合后，依次进行球磨处理、造粒处理和干燥得到第二原料。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述提供第一原料包括：
取氮化硅、烧结助剂、第一添加剂，按质量比称重混合，重复若干次得到若干组合物，若干所述组合物的所述第一添加剂的质量分数不同，对若干所述组合物分别进行球磨处理、造粒处理和干燥得到若干第一原料；
所述取第一原料进行成型处理包括：
取第一添加剂质量分数最高的所述第一原料作为最内层预压成型，之后取第一添加剂质量分数第二高的所述第一原料包裹在最内层表面预压成型，以此类推，直至第一添加剂质量分数最低的所述第一原料包裹在最外侧预压成型，得到第一胚体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，若干所述组合物中的一个组合物的所述第一添加剂的质量分数为0。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一胚体进行一次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对所述第一胚体进行气压烧结，烧结的温度为1700～2500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第一胚体进行热等静压处理，处理的温度为1500～2400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第二胚体进行二次烧结处理包括：在惰性气体保护下，对所述第二胚体进行热压烧结，烧结的温度为1300～1500℃，烧结的时间为3～48小时；之后再对第二胚体进行热等静压处理，处理的温度为1100～1400℃，压力为100～300MPa，时间为3～48小时。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第二烧结件进行后处理包括：对所述第二烧结件进行清洗和表面抛光处理。
11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述取第二原料在所述第一烧结件表面进行成型处理的步骤之前还包括：
对所述第一烧结件表面进行糙化处理。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述糙化处理为金刚石研磨或碳化硅喷砂。
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