专利名称：一种医用β钛合金的金相腐蚀液及腐蚀方法
技术领域：
本发明涉及钛合金金相腐蚀领域，具体为一种医用β钛合金的金相腐蚀液及腐 蚀方法，特别适合高铌含量的新型医用β钛合金的金相腐蚀。
背景技术：
钛合金具有高人体相容性、低密度、低弹性模量、高强度、耐人体体液腐蚀等优点， 逐渐替代不锈钢和钴基合金而成为骨骼和牙齿等硬组织替代材料。目前，广泛应用于临床 医学的医用钛合金主要为α+β型Ti-6A1-4V和Ti-6Al-7Nb，其弹性模量仅为不锈钢和钴 基合金的一半，降低了植入材料与骨骼模量差异，缓解了应力屏蔽效应及其引起骨组织被 吸收以及植入体的松动和断裂的风险。由于含有Al和V钛合金在长期植入人体后，因磨损 和腐蚀释放出具有细胞毒性和神经毒性的Al和V离子，美国和日本等发达国家在九十年代 中期致力于开发具有更好人体相容性的亚稳β型医用钛合金。由于Nb、Ta、&等元素无 毒，且都为β稳定元素，因此最近国际上研制的医用β钛合金大都含有大量的Nb、Ta等， 如美国的 Ti-13Nb-13Zr(ASTM F1713)、Ti-35Nb-5Ta_7Zr，日本的 Ti-29Nb-13Ta_4. 6Zr 等。 中国科学院金属研究所研制一种具有自主知识产权的Ti-24Nb-4&-8Sn高强度多功能钛 合金(申请号=200410092858. 1)，其弹性模量与人体骨骼相匹配，其超弹性和阻尼性能与 多孔结构的人体骨骼相类似，其高强度、耐腐蚀、无生物毒性等特点能够满足人体长期植入 需求，其中也含有大量的Nb元素。在钛合金中，β相的抗腐蚀能力明显高于α相。此外，铌元素也可显著提高钛合 金的抗蚀能力。因此，高铌含量新型医用β钛合金的金相试样很难腐蚀，一般钛合金的金 相腐蚀试剂均不适用于此类合金。而为了解材料的组织组成及形态，金相观察是一种简单 可靠的手段，是广大科研工作、工程师及分析测试人员常用方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型医用β钛合金的金相腐蚀液及腐蚀方法，使用该 腐蚀液及腐蚀方法可方便有效的腐蚀高铌含量新型医用β钛合金的金相试样，得到的金 相组织清晰准确。本发明的技术方案是本发明提供一种医用β钛合金的金相腐蚀液，腐蚀液组成为乳酸、硝酸和氢氟 酸，按体积份数计，所述腐蚀液中，乳酸含量为10 50份，硝酸含量为5 30份，氢氟酸含 量为1 10份。所述腐蚀液中，水含量为0ml。所述腐蚀液中，乳酸、硝酸和氢氟酸均为分析纯试剂。本发明还提供了医用β钛合金的金相腐蚀方法，将抛光好的金相试样在所述的 腐蚀液中浸泡一定时间。所述的金相腐蚀方法，根据样品状态，在腐蚀液中浸泡3 8h。
所述的金相腐蚀方法，腐蚀在室温下进行，不需加热。所述的金相腐蚀方法，腐蚀过程中将试样在腐蚀液中浸泡，腐蚀结束后取出试样 立刻先用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，最后用吹风机冷风吹干。本发明的有益效果是1、采用本发明可以实现加工态、退火态的高铌含量新型医用β钛合金板材、棒材 及丝材的金相腐蚀，得到的金相组织清晰完整。2、本发明提供一种简单有效的高铌含量新型医用β钛合金的金相腐蚀方法，可 准确了解此类材料的组织，从而控制材料性能，对发展和应用此类新型医用钛合金具有重 要意义。
图1为Ti-24Nb-4&_8Sn热轧板材金相组织；图2为Ti-24Nb-4&_8Sn退火棒材金相组织；图3为Ti-24Nb-4&_8Sn退火板材金相组织；图4为Ti-29Nb-13Ta_4. 6Zr退火棒材金相组织。
具体实施例方式实施例1用分析纯乳酸、硝酸和氢氟酸为原料按30ml IOml 5ml的比例配制腐蚀液，在 室温条件下，将抛光好的Ti-24Nb-4&-8Sn热轧板材金相试样浸泡在腐蚀液中4小时，随后 取出试样，立刻用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，随后用吹风机冷风吹干，所得的板材 金相组织形貌见图1。从图1可以看出，得到的金相组织清晰完整。实施例2用分析纯乳酸、硝酸和氢氟酸为原料按20ml 20ml IOml的比例配制腐蚀液， 在室温条件下，将抛光好的Ti-24Nb-4&-8Sn退火棒材金相试样浸泡在腐蚀液中5小时，随 后取出试样，立刻用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，随后用吹风机冷风吹干，所得的退 火棒材金相组织形貌见图2。从图2可以看出，得到的金相组织清晰完整。实施例3用分析纯乳酸、硝酸和氢氟酸为原料按40ml IOml IOml的比例配制腐蚀液， 在室温条件下，将抛光好的Ti-24Nb-4&-8Sn退火板材金相试样浸泡在腐蚀液中7小时，随 后取出试样，立刻用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，随后用吹风机冷风吹干，所得的退 火板材金相组织形貌见图3。从图3可以看出，得到的金相组织清晰完整。实施例4用分析纯乳酸、硝酸和氢氟酸为原料按IOml 20ml 5ml的比例配制腐蚀液，在 室温条件下，将抛光好的Ti-29Nb-13Ta-4. 6Zr退火棒材金相试样浸泡在腐蚀液中3小时， 随后取出试样，立刻用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，随后用吹风机冷风吹干，所得的 退火棒材金相组织形貌见图4。从图4可以看出，得到的金相组织清晰完整。
权利要求
一种医用β钛合金的金相腐蚀液，其特征在于腐蚀液组成为乳酸、硝酸和氢氟酸，按体积份数计，所述腐蚀液中，乳酸含量为10～50份，硝酸含量为5～30份，氢氟酸含量为1～10份。
2.按照权利要求1所述的金相腐蚀液，其特征在于所述腐蚀液中，水含量为0ml。
3.按照权利要求1所述的金相腐蚀液，其特征在于所述腐蚀液中，乳酸、硝酸和氢氟 酸均为分析纯试剂。
4.一种利用权利要求1所述腐蚀液的医用β钛合金的金相腐蚀方法，其特征在于将 抛光好的金相试样在所述的腐蚀液中浸泡。
5.按照权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于根据样品状态，在腐蚀液中浸泡 3 8h。
6.按照权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于腐蚀在室温下进行，不需加热。
7.按照权利要求4所述的金相腐蚀方法，其特征在于腐蚀过程中将试样在腐蚀液中 浸泡，腐蚀结束后取出试样立刻先用自来水清洗，然后用无水乙醇清洗，最后用吹风机冷风 吹干。
全文摘要
本发明涉及钛合金金相腐蚀领域，具体为一种医用β钛合金的金相腐蚀液及腐蚀方法，特别适合高铌含量的新型医用β钛合金的金相腐蚀。所述腐蚀液组成为乳酸、硝酸和氢氟酸，按体积份数计，所述腐蚀液中，乳酸含量为10～50份，硝酸含量为5～30份，氢氟酸含量为1～10份；将抛光好的金相试样在所述的腐蚀液中浸泡一定时间即可。采用本发明可以实现加工态、退火态的高铌含量新型医用β钛合金板材、棒材及丝材的金相腐蚀，得到的金相组织清晰完整。
文档编号G01N23/04GK101943640SQ20091001241
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者李玉兰 申请人:中国科学院金属研究所