本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种基于氧化锆生物复合材料的制备方法。
背景技术
随着现代材料制备技术的发展，生物材料因具备对机体组织进行修复、替代与再生的特殊性能，已经成为当今生物医学领域研究的焦点之一。生物硬组织代用材料最早是使用体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和高分子塑料，由于不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此造成生物材料发展的瓶颈，生物陶瓷的出现，改善了现有替代材料的不足，因其诸多优势，生物陶瓷具有了广阔的发展前景。
氧化锆生物陶瓷属于生物惰性陶瓷材料，具有化学稳定性好，生物相容性高的特点，而且具有一定的机械强度，可作为医用植入品使用，能够作为牙科和骨科损伤人群身体组织的有效替代材料。使用氧化锆陶瓷制作的生物材料具有稳定的化学性能，不会因为高温低温而产生变形，它是现有生物材料中性能最稳定的一个产品，不会因为酸碱性而产生腐蚀，并且氧化锆陶瓷制作的组织安全没有任何副作用。当然生物医学领域对于氧化锆生物陶瓷的质量要求是非常严格的。
为此，有必要针对上述问题，提出一种基于氧化锆生物复合材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于氧化锆生物复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于氧化锆生物复合材料的制备方法，包括：
(1)将钛片打磨、抛光，分别再去离子水和无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向0.01～0.1mol/l磷酸三钙溶液中加入氨水调节ph值为3～4，以预处理后的钛片为工作电极、铂电极为对电极，在温度为60～70℃、电流为1～10ma、搅拌速度为500～600r/min的恒电流条件下电沉积10～20min，得到沉积有磷酸三钙的钛片；
(3)将纳米氧化锆形成悬浮液，采用热喷涂方式，将所述悬浮液送入1500～1800℃的热喷涂火焰中，在所述沉积有磷酸三钙的钛片上形成纳米氧化锆层，得到基于氧化锆生物复合材料。
优选的，步骤(1)中，所述钛片超声清洗后再置于酸液中酸蚀20～40s，最后用去离子水超声洗净。
优选的，所述酸液为氢氟酸、硝酸、去离子水的混合液，其体积比为1:1:15。
优选的，步骤(2)中，所述磷酸三钙溶液的浓度为0.05mol/l。
优选的，步骤(2)中，电沉积条件为：温度为65℃、电流为5ma、搅拌速度为550r/min。
优选的，步骤(2)中，所述沉积有磷酸三钙的钛片中，所述磷酸三钙的厚度为0.5～1.5mm。
优选的，步骤(3)中，热喷涂火焰的温度为1650℃。
优选的，步骤(3)中，所述纳米氧化锆层的厚度为0.5～1.5mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的基于氧化锆生物复合材料不仅具有较高的致密度，而且具有较好的机械强度。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明公开一种基于氧化锆生物复合材料的制备方法，包括：
(1)将钛片打磨、抛光，分别再去离子水和无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向0.01～0.1mol/l磷酸三钙溶液中加入氨水调节ph值为3～4，以预处理后的钛片为工作电极、铂电极为对电极，在温度为60～70℃、电流为1～10ma、搅拌速度为500～600r/min的恒电流条件下电沉积10～20min，得到沉积有磷酸三钙的钛片；
(3)将纳米氧化锆形成悬浮液，采用热喷涂方式，将所述悬浮液送入1500～1800℃的热喷涂火焰中，在所述沉积有磷酸三钙的钛片上形成纳米氧化锆层，得到基于氧化锆生物复合材料。
其中，步骤(1)中，所述钛片超声清洗后再置于酸液中酸蚀20～40s，最后用去离子水超声洗净，进一步地，优选的，所述酸液为氢氟酸、硝酸、去离子水的混合液，其体积比为1:1:15。
其中，步骤(2)中，所述磷酸三钙溶液的浓度为0.05mol/l；电沉积条件为：温度为65℃、电流为5ma、搅拌速度为550r/min；所述沉积有磷酸三钙的钛片中，所述磷酸三钙的厚度为0.5～1.5mm，优选的，所述磷酸三钙的厚度为1mm。
其中，步骤(3)中，热喷涂火焰的温度为1650℃；所述纳米氧化锆层的厚度为0.5～1.5mm，优选的，所述纳米氧化锆层的厚度为1mm。
下面以具体的实施例进行说明基于氧化锆生物复合材料的制备方法。
实施例1
(1)将钛片打磨、抛光，分别再去离子水和无水乙醇中超声清洗5～15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向0.01mol/l磷酸三钙溶液中加入氨水调节ph值为3，以预处理后的钛片为工作电极、铂电极为对电极，在温度为60℃、电流为1ma、搅拌速度为500r/min的恒电流条件下电沉积10min，得到沉积有磷酸三钙的钛片；
(3)将纳米氧化锆形成悬浮液，采用热喷涂方式，将所述悬浮液送入1500℃的热喷涂火焰中，在所述沉积有磷酸三钙的钛片上形成纳米氧化锆层，得到基于氧化锆生物复合材料。
实施例2
(1)将钛片打磨、抛光，分别再去离子水和无水乙醇中超声清洗10min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向0.05mol/l磷酸三钙溶液中加入氨水调节ph值为3.5，以预处理后的钛片为工作电极、铂电极为对电极，在温度为65℃、电流为5ma、搅拌速度为550r/min的恒电流条件下电沉积15min，得到沉积有磷酸三钙的钛片；
(3)将纳米氧化锆形成悬浮液，采用热喷涂方式，将所述悬浮液送入1650℃的热喷涂火焰中，在所述沉积有磷酸三钙的钛片上形成纳米氧化锆层，得到基于氧化锆生物复合材料。
实施例3
(1)将钛片打磨、抛光，分别再去离子水和无水乙醇中超声清洗15min，取出，在室温条件下自然晾干；
(2)向0.1mol/l磷酸三钙溶液中加入氨水调节ph值为4，以预处理后的钛片为工作电极、铂电极为对电极，在温度为70℃、电流为10ma、搅拌速度为600r/min的恒电流条件下电沉积20min，得到沉积有磷酸三钙的钛片；
(3)将纳米氧化锆形成悬浮液，采用热喷涂方式，将所述悬浮液送入1800℃的热喷涂火焰中，在所述沉积有磷酸三钙的钛片上形成纳米氧化锆层，得到基于氧化锆生物复合材料。
根据上述实施例1～3中的方法制备得到的基于氧化锆生物复合材料不仅具有较高的致密度，而且具有较好的机械强度；通过对其体积密度进行测定，结果表明，其密度可达5.2g/cm3～5.4g/cm3，且气孔率低；通过对其力学性能进行测定，结果表明，其抗压强度可达12.6～13.8mpa。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。