一种镍钛合金支架表面处理方法与流程

本发明属于表面工程技术和生物材料领域，尤其是一种镍钛合金支架表面处理方法。

背景技术：

镍钛合金形状记忆合金的形状记忆效应、超弹性以及高阻尼3大特性使其具有传统内固定材料无法比拟的优点。已被作为管脉支架、食道支架、接骨板、髓内针、牙根、血液过滤器和人工心脏泵等。但是由于金属生物材料在生理环境中易发生腐蚀，尤其可以从镍钛合金合金中释放出有毒性和致癌性的镍离子，使人们对镍钛合金合金作为长期植入材料的安全性产生了怀疑。有研究表明镍钛合金腐蚀产物对细胞有毒性作用，腐蚀产物的浓度越高，抑制细胞生长的作用越大，毒性还表现为改变细胞的形态、引起细胞坏死和降低细胞数量等等。因此，对于长期植入人体内的镍钛合金合金，进行表面改性以提高其耐腐蚀性和生物相容性是十分必要的。

氮化钛薄膜由于具有很高的硬度、较好的耐磨性、耐蚀性和生物相容性，是镍钛合金形状记忆合金表面改性的首选材料之一，人们已用离子氮化，粉末包埋反应辅助涂覆工艺(pirac)等方法对镍钛合金合金进行了表面改性，电弧离子镀法是制备氮化钛薄膜的常用方法。

支架是由直径小于0.1mm镍钛合金丝编制而成，在合金丝上采用磁控溅射的方法溅射氮化钛，其对表面结合力要求很高，如何提高镍钛合金表面氮化钛的结合力，是当前的技术难点。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提出了一种镍钛合金支架表面处理方法。

一种镍钛合金支架表面处理方法，其特征是包括如下步骤：

（1）对镍钛合金支架先用水磨砂纸打磨，去除表面初始粗糙状态，然后在丙酮、去离子水中清洗、吹干获得光亮表面；

（2）采用阳极氧化技术，去除镍钛合金中的镍；

（3）采用磁控溅射方法，利用电声换能装置的辅助作用，在镍钛合金支架表面，磁控溅射氮化钛薄膜层。

所述，间歇性磁控溅射氮化钛薄膜层与电声换能装置轰击沉积层表面反复交替进行。

所述，电声换能装置采用氮气作为辅助气体。

本发明的有益效果：通过间歇性声波控制，有效的增强附着在金属丝表面层附着力，这种作用的效果有两个，其中一个是使沉积在金属丝表面不牢固的表面金属脱落，另一个有益效果是给金属丝表面一个垂直作用力，压实沉积涂层。间歇性的声波发射，也使得沉积金属表层实现沉积，压实，再沉积，再压实的效果。

附图说明

图1为磁控溅射系统

图2为电声换能装置

图标：1真空室；2磁控溅射装置；3电声换能装置；4母沉积台；5子沉积台；31扩散口；32声波导管；33连接件；34导线；35功率放大器；36信号发生器。

具体实施方式

电声换能装置能量转换过程是：将电信号转换成机械振动能，然后，机械振动产生声波，声波能冲击材料表面，实现无接触作用力。以下结合附图和实施例对本技术进行详细表述。

实施例1

一种镍钛合金支架表面处理方法，其特征是包括如下步骤：

（1）对镍钛合金支架先用水磨砂纸打磨，去除表面初始粗糙状态，然后在丙酮、去离子水中清洗、吹干获得光亮表面；

（2）采用阳极氧化技术，去除镍钛合金中的镍；

（3）采用磁控溅射方法，利用电声换能装置的辅助作用，在镍钛合金支架表面，磁控溅射氮化钛薄膜层。

实施例2

复合式磁控溅射沉积台工作状态：母沉积台4固定在真空室1内部下方，且位置在磁控溅射装置2的正下方，子沉积台5通过电机装置连接到母沉积台4上方，并且子沉积台5的台面能够水平转动，金属丝固定在支架上，放置在子沉积台5表面，子沉积台5在电机控制下沿水平方向旋转，使溅射金属均匀沉积在金属丝表面。

电声换能装置3固定在母沉积台4上，与子沉积台5台面水平。电声换能装置3通过连接件33固定在母沉积台4上，调节声波导管32，扩散口31水平对准子沉积台5上方加工物体，扩散口31与母沉积台4相对位置通过连接件33调节。

通过控制功率放大器35和信号发生器36，能够间歇性控制声波发射，声波发射时扩散口31处链接导管，在导管中通保护气体氮气，氮气在声波作用下，间歇性的作用在金属丝表面，氮气流量需要严格控制，既能满足声波的传播介质，又在真空度合理的工作范围内，这种作用的效果有两个，其中一个是使沉积在金属丝表面不牢固的表面金属脱落，另一个有益效果是给金属丝表面一个垂直作用力，压实沉积图层，当与子沉积台5旋转时，金属丝表面全方位受到声波力的作用。

为了降低溅射金属对控制功率放大器35和信号发生器36的损伤，以及对声波功率的控制，将功率放大器35和信号发生器36通过导线34链接，隐藏在真空室1外部。

技术特征：

技术总结
本发明属于表面工程技术和生物材料领域，尤其是一种镍钛合金支架表面处理方法。一种镍钛合金支架表面处理方法，其特征是包括如下步骤：（1）对镍钛合金支架先用水磨砂纸打磨，去除表面初始粗糙状态，然后在丙酮、去离子水中清洗、吹干获得光亮表面；（2）采用阳极氧化技术，去除镍钛合金中的镍；（3）采用磁控溅射方法，利用电声换能装置的辅助作用，在镍钛合金支架表面，磁控溅射氮化钛薄膜层。本发明的有益效果：通过间歇性声波控制，有效的增强附着在金属丝表面层附着力。

技术研发人员：丁红
受保护的技术使用者：杭州联芳科技有限公司
技术研发日：2018.09.12
技术公布日：2019.01.15