本发明属于医用钛合金及其制备方法领域，特别涉及一种医用TiMoCu合金及其制备方法。
背景技术：
因为伤病等原因，某些人需要进行人体硬组织的替换与修复，在金属、陶瓷、高分子材料中，医用金属材料的应用最广泛。但传统医用金属如不锈钢、钴铬合金的弹性模量明显高于人体密质骨的弹性模量，而且所含有的镍、铬等元素的生物相容性不佳。另外，金属植入物因为消毒不彻底会发生细菌感染等问题。据报道，铜对细菌中的军团菌、金黄色葡萄球菌等有显著抑制作用。而本发明涉及的新型钛合金选用生物相容性好的钛、钼和铜元素，其较低的弹性模量与人体密质骨的弹性模量接近，具有较高的屈服强度和疲劳强度和较好的塑性，对军团菌、金黄色葡萄球菌等有持续抑制作用，可用于人体硬组织的替换。如果采用传统的熔炼铸造技术来制备TiMoCu合金，会产生成分和组织偏析等问题从而影响其性能的均匀性，而且工艺过程复杂。本发明涉及的粉末冶金方法是在均匀混合的粉末基础上，利用加压烧结技术来制备TiMoCu合金，其成分和组织以及性能均匀。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种医用TiMoCu合金及其制备方法，是一种具有良好的生物相容性和持续抗菌性的医用TiMoCu合金及其粉末冶金制备方法。
本发明的医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝(100-x-y)∶x∶y，x＝10～20，y＝5～20；其致密度为98.5～99.9％。
上述的医用TiMoCu合金，用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
本发明的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将Ti粉、Mo粉和Cu粉，按质量比Ti∶Mo∶Cu＝(100-x-y)∶x∶y，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，x＝10～20，y＝5～20，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤150微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物，压制成设定形状的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于模具中，在真空下烧结，以≤10℃/min的速度加热至1150～1200℃，保温4～6h；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压2～4h后，随炉冷却至室温，制得医用TiMoCu合金；其中，压力为5～30MPa。
上述的用TiMoCu合金及其制备方法，其中：
所述步骤1中，原料采用商用Ti粉、商用Mo粉和商用Cu粉。
所述步骤1中，混合均匀的方法为：将Ti粉、Mo粉和Cu粉，在混料器中混合20～24h。
所述步骤2中，将混合物在钢制模具中压制成坯。
所述步骤2中，压制成型的压强为60～90MPa。
所述步骤3中，在真空烧结炉中进行。
所述步骤3中，真空烧结的真空度为0.001～0.1Pa。
所述步骤3中，所述模具为石墨模具。
本发明制备方法制备的医用TiMoCu合金，其致密度为98.5～99.9％。
本发明制备方法制备的医用TiMoCu合金，用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
本发明的一种医用TiMoCu合金及其制备方法，与现有技术相比，其优点在于：
本TiMoCu合金与人体硬组织的力学性能接近，可用于牙根、骨骼等替换，对军团菌、金黄色葡萄球菌等有持续抑制作用，是理想的密质骨植入材料。本发明工艺简便、节能、环保。
具体实施方式
实施例1
一种医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝85∶10∶5；其致密度为98.5％；该合金可用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
上述的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将商用Ti粉170g、商用Mo粉20g和商用Cu粉10g，在混料器中混合20h，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤75微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物置入在钢制模具中，其压强为60MPa，压制成Φ40mm×40mm的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于真空烧结炉内的内径为41mm的石墨模具中，在真空下烧结，以≤10℃/min的速度加热至1150℃，保温4h；其中，真空度为0.1Pa；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压5MPa，加压2h后，随炉冷却至室温，制得医用Ti-10Mo-5Cu合金。
实施例2
一种医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝75∶15∶10；其致密度为99.2％；该合金可用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
上述的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将商用Ti粉150g、商用Mo粉30g和商用Cu粉20g，在混料器中混合22h，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤100微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物置入在钢制模具中，其压强为70MPa，压制成Φ40mm×37mm的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于真空烧结炉的内径为41mm的石墨模具中，在真空下烧结，以≤8℃/min的速度加热至1180℃，保温5h；其中，真空度为0.01Pa；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压20MPa，加压3h后，随炉冷却至室温，制得医用Ti-15Mo-10Cu合金。
实施例3
一种医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝60∶20∶20；其致密度为99.9％；该合金可用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
上述的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将商用Ti粉120g、商用Mo粉40g和商用Cu粉40g，在混料器中混合24h，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤150微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物置入在钢制模具中，其压强为90MPa，压制成Φ40mm×34mm的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于真空烧结炉内的内径为41mm的石墨模具中，在真空下烧结，以≤9℃/min的速度加热至1200℃，保温6h；其中，真空度为0.001Pa；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压30MPa，加压4h后，随炉冷却至室温，制得医用Ti-20Mo-20Cu合金。
实施例4
一种医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝75∶10∶15；其致密度为99.8％；该合金可用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
上述的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将商用Ti粉150g、商用Mo粉20g和商用Cu粉30g，在混料器中混合23h，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤125微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物置入在钢制模具中，其压强为80MPa，压制成Φ40mm×36mm的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于真空烧结炉内的内径为41mm的石墨模具中，在真空下烧结，以≤9℃/min的速度加热至1190℃，保温5h；其中，真空度为0.01Pa；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压25MPa，加压4h后，随炉冷却至室温，制得医用Ti-10Mo-15Cu合金。
实施例5
一种医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝65∶15∶20；其致密度为99.6％；该合金可用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。
上述的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，备料：
将商用Ti粉130g、商用Mo粉30g和商用Cu粉40g，在混料器中混合21h，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤90微米；
步骤2，压制成坯：
将Ti粉Mo粉Cu粉混合物置入在钢制模具中，其压强为75MPa，压制成Φ40mm×35mm的坯料，备用；
步骤3，真空烧结：
(1)将坯料置于真空烧结炉内的内径为41mm的石墨模具中，在真空下烧结，以≤7℃/min的速度加热至1185℃，保温5h；其中，真空度为0.01Pa；
(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压23MPa，加压3h后，随炉冷却至室温，制得医用Ti-15Mo-20Cu合金。