CN203144543U - 用电沉积方法制备涂层的中试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用电沉积方法制备涂层的中试装置，所述中试装置包括：反应釜，具有反应釜盖，反应釜盖上设有用于连接多个样件的导电轨；电极装置，包括阳极和阴极，所述阳极为镀铂钛材质，设置于所述反应釜内，下端浸入所述反应釜内的电解液中；所述阴极为所述样件；以及加热装置，用于加热所述反应釜中的所述电解液。本实用新型实现了采用电沉积方法制备涂层的量产能力。

Description

用电沉积方法制备涂层的中试装置

技术领域

本实用新型涉及中试装置，尤其涉及一种采用电沉积方法在钛及钛合金齿科种植体表面制备生物活性涂层的中试装置。

背景技术

现有技术中，钛及钛合金齿科种植体的表面处理经历了光滑表面、喷钛粗糙表面、等离子体喷涂HA（羟基磷灰石）涂层及喷砂酸蚀粗化处理等技术阶段，但之前的这些工艺方法所生成的表面多为惰性表面，植入后骨愈合周期较长。

为了解决上述问题，近年来多家研究机构都提出了制备具有生物活性涂层的表面处理方法，如采用生物矿化、电泳沉积及电化学沉积等技术在种植体表面制备具有生物活性的钙磷涂层。

采用电化学方法在钛及钛合金的齿科种植体表面沉积的HA等钙磷涂层多为微纳米的有序结构，且具有良好的生物活性，因此可以提高种植体在植入后的骨愈合能力，缩短负重时间。但目前国内在此方面的研究多处于实验室的基础研究阶段，即在烧瓶或小型电解池中对单个样品或单一表面进行电沉积处理，且研究多侧重于沉积涂层的工艺条件及涂层性能的表征方面；而关于批量处理装置或中试系统及产品中试方法的介绍却相对较少，从而不能满足实际产品加工中批量处理的需求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的为提供一种采用电沉积方法制备涂层的中试装置，以解决现有技术不能满足实际产品加工中批量处理的需求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种中试装置，用于采用电沉积方法制备涂层，所述中试装置包括：反应釜，具有反应釜盖，反应釜盖上设有用于连接多个样件的导电轨；电极装置，包括阳极和阴极，所述阳极为镀铂钛材质，设置于所述反应釜内，下端浸入所述反应釜内的电解液中；所述阴极为所述样件；以及加热装置，用于加热所述反应釜中的所述电解液。

本实用新型的中试装置，优选的，所述阳极为圆筒状的镀铂钛网，所述导电轨为所述反应釜盖上设置的互相连通的内外两圈环形导电轨。

本实用新型的中试装置，优选的，所述中试装置还包括支承于所述反应釜盖的搅拌器，所述搅拌器伸入所述反应釜中的电解液以搅拌所述电解液。

本实用新型的中试装置，优选的，所述中试装置还包括恒电位仪，所述阳极电连接于所述恒电位仪的正极，所述导电轨电连接于所述恒电位仪的负极。

本实用新型的中试装置，优选的，所述搅拌器为由无极变速电机驱动的搅拌桨，所述反应釜盖的圆心处设置有用于支承所述搅拌器的搅拌器支承孔。

本实用新型的中试装置，优选的，所述反应釜盖的上表面具有内外两圈凹槽，所述导电轨设置于所述凹槽中，所述反应釜盖的下表面相对所述导电轨的圆周上均匀的设置有与所述凹槽连通的多组样件连接孔，所述连接导杆固定连接于所述样件连接孔中并将所述样件与所述导电轨电连接。

本实用新型的中试装置，优选的，所述导电轨为不锈钢导电轨。

本实用新型的中试装置，优选的，所述加热装置为恒温水/油浴锅，所述反应釜为双层玻璃反应釜，在两层玻璃之间形成有加热夹层，所述恒温水/油浴锅通过进出水管与所述加热夹层连通以控制所述电解液的温度。

本实用新型的中试装置，优选的，所述中试装置还包括温度探头，所述反应釜盖上设置有排气孔和用于连接所述温度探头的连接孔。

本实用新型的中试装置，优选的，所述反应釜盖与所述搅拌器为氟聚合物或工程塑料材质。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的采用电沉积方法制备涂层的中试装置，可以实现例如在齿科种植体表面采用电化学方法沉积生物活性涂层的中试处理，解决了现有技术的基础研究中加工效率低、反应条件苛刻等问题，从而实现齿科种植体表面处理加工中的量产能力。本实用新型所提供的中试装置的优势在于可实现在钛及钛合金等齿科种植体表面沉积生物活性涂层，提高种植体植入后的骨整合能力；此外可实现采用电沉积方法制备涂层的批量化生产，提高工业化生产效率，降低表面处理加工的人力与设备成本，保证产品表面处理效果的均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的中试装置的工艺流程示意图。

图2为本实用新型实施例的中试装置的示意图。

图3为本实用新型实施例的中试装置的反应釜盖俯视结构图。

图4为图3中的A-A剖面图。

附图标记说明：

1  镀铂钛网

2  导电轨

3  样件连接孔

4  搅拌器支承孔

5  温度探头连接孔及排气孔

6  反应釜盖

7  反应釜

8  搅拌器

9  样件

10 循环水入水口

11 循环水出水口

12 恒电位仪

13 恒温水/油浴锅

14 电机

15 连接导杆

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型实施例的中试装置，用于用电沉积方法制备涂层，优选的用于用电沉积方法在种植体表面制备生物活性涂层，其中的种植体例如为钛种植体等齿科产品，本实用新型可以批量化生产，且在种植体表面所制备的涂层具有良好的生物活性，可以有效的促进植入后的骨愈合。

如图1和图2所示，本实用新型的中试装置的工艺流程，主要包括六个步骤。首先是配制溶液（电解液）的步骤，然后是将配制好的溶液加入反应釜7中加热，在加热的同时，对种植体的样件进行前处理，前处理后的种植体置入溶液中，进行挂样并搅拌，在种植体上进行电化学沉积处理，在完成电化学沉积处理之后，将种植体取出，经检测合格，即可装袋完成工艺。

上述的工艺流程，由本实用新型实施例的中试装置完成，如图2所示，本实用新型实施例的中试装置，主要包括反应釜7、加热装置13和电极装置。

其中，反应釜7例如为双层玻璃反应釜，并在双层玻璃之间形成加热夹层。反应釜7还具有反应釜盖6。

在反应釜7中还可以设置搅拌器8，搅拌器8用于搅拌反应釜7内的电解液，搅拌器8例如为电机驱动的搅拌桨，搅拌桨伸入电解液的底部，以对电解液进行搅拌，电机14例如为无极变速电机，通过对溶液搅拌速度的控制，不仅可以保证反应体系中温度的一致性，也可以控制中试反应中多个样件表面涂层的电沉积速度和生长的均匀性。可在反应釜盖6的圆心处设置搅拌器支承孔4，来支承搅拌器8。

反应釜7的加热夹层中具有介质，通过加热装置13加热。本实施例中加热装置13为恒温水/油浴锅，介质通过进出水管与恒温水/油浴锅13连通，进出水管中的进水管通过循环水入水口10连通反应釜7的加热夹层，进出水管中的出水管通过循环水出水口11连通反应釜7的加热夹层，通过恒温水/油浴锅13的自动循环，控制恒温水/油浴锅13中介质（水或者油）的温度可以使反应釜7的电解液温度控制在所需的反应温度范围。在实际使用时，采用普通单层反应釜，通过其它加热装置，例如微波加热也是可行的。

如图2所示，本实用新型实施例的中试装置，电极装置包括阳极和阴极，本实施例中，阳极为圆筒状的镀铂钛网1，设置于反应釜7的内壁的内侧，下端浸入所述电解液中；阴极为设置于反应釜盖6上的内外两圈环形导电轨2上连接的样件9，导电轨2例如为不锈钢材质；多个浸入电解液中的种植体的样件9，也即待处理的种植体产品，通过样件连接杆15与导电轨2电连接。

如图2所示，本实用新型实施例的中试装置，阳极和阴极连接于恒电位仪12，以保持阴极和阳极之间的电位恒定。恒电位仪12的正极与作为阳极的镀铂钛网1相连，恒电位仪12的负极与作为阴极的导电轨2相连。

本实用新型实施例的中试装置，采用镀铂钛网1作为电化学反应的对电极，该镀铂钛网在电沉积过程中作为阳极，在钛网表面镀铂不但可以抑制钛基材的活化溶解而且也降低了完全采用铂等惰性电极的材料成本。

如图3和图4所示，对于导电轨2的设置，可在反应釜盖6上表面开设内外两圈凹槽，在凹槽中镶嵌导电轨2，且两圈导电轨2通过导线相互连通，外侧的导电轨2可设置有接线柱，与恒电位仪12的负极端相连。反应釜盖6的下表面相对导电轨2的圆周上可均匀的设置与凹槽连通的多组样件连接孔3，样件连接孔3内可设有内螺纹，连接导杆15上端通过与样件连接孔3的内螺纹螺接而固定于反应釜盖6，连接导杆15下端与样件9相连接，并浸入反应釜7内的电解液中，且连接导杆15同时起到导电的作用，也即将样件9与导电轨2电连接。本实用新型实施例的中试装置，由于导电轨2上可同时连接多组连接导杆15，因此，每批次可同时处理多个齿科种植体产品，例如20个或32个。

另外，反应釜盖6及搅拌器8均可采用氟聚合物类高分子材料或耐温耐热类工程塑料等制成，从而可以保证反应釜盖6及搅拌器8在反应过程中能够耐受反应釜7内的高温电解液而不发生腐蚀和变形。

反应釜盖6上的连接导电轨2可以采用其它导电材料制成，且可以是任意形状，例如可以为螺旋形，可以是两圈，也可以是一圈或多圈，只要导电轨2能将所有样件连接孔3连接（例如串联）就可以。样件连接孔3和样件连接导杆15除可采用螺纹连接外，也可为卡接等方式，只要能起到导电作用即可。

本实用新型实施例的中试装置，还可包括温度探头，反应釜盖6上设置有排气孔5和用于连接所述温度探头的连接孔5。

本实用新型实施例中的中试装置，不限于在齿科种植体表面制备生物活性涂层，还可以运用在其他物件中用电沉积方法批量制备涂层。

本实用新型的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中试装置，用于采用电沉积方法制备涂层，其特征在于，所述中试装置包括：

反应釜，具有反应釜盖，反应釜盖上设有用于连接多个样件的导电轨；

电极装置，包括阳极和阴极，所述阳极为镀铂钛材质，设置于所述反应釜内，下端浸入所述反应釜内的电解液中；所述阴极为所述样件；以及

加热装置，用于加热所述反应釜中的所述电解液。

2.如权利要求1所述的中试装置，其特征在于，所述阳极为圆筒状的镀铂钛网，所述导电轨为所述反应釜盖上设置的互相连通的内外两圈环形导电轨。

3.如权利要求1所述的中试装置，其特征在于，所述中试装置还包括支承于所述反应釜盖的搅拌器，所述搅拌器伸入所述反应釜中的电解液以搅拌所述电解液。

4.如权利要求1所述的中试装置，其特征在于，所述中试装置还包括恒电位仪，所述阳极电连接于所述恒电位仪的正极，所述导电轨电连接于所述恒电位仪的负极。

5.如权利要求3所述的中试装置，其特征在于，所述搅拌器为由无极变速电机驱动的搅拌桨，所述反应釜盖的圆心处设置有用于支承所述搅拌器的搅拌器支承孔。

6.如权利要求2所述的中试装置，其特征在于，所述反应釜盖的上表面具有内外两圈凹槽，所述导电轨设置于所述凹槽中，所述反应釜盖的下表面相对所述导电轨的圆周上均匀的设置有与所述凹槽连通的多组样件连接孔，所述连接导杆固定连接于所述样件连接孔中并将所述样件与所述导电轨电连接。

7.如权利要求6所述的中试装置，其特征在于，所述导电轨为不锈钢导电轨。

8.如权利要求1所述的中试装置，其特征在于，所述加热装置为恒温水/油浴锅，所述反应釜为双层玻璃反应釜，在两层玻璃之间形成有加热夹层，所述恒温水/油浴锅通过进出水管与所述加热夹层连通以控制所述电解液的温度。

9.如权利要求1所述的中试装置，其特征在于，所述中试装置还包括温度探头，所述反应釜盖上设置有排气孔和用于连接所述温度探头的连接孔。

10.如权利要求3所述的中试装置，其特征在于，所述反应釜盖与所述搅拌器为氟聚合物或工程塑料材质。

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