本发明涉及生物材料，尤其是一种采用激光熔覆而成的生物陶瓷复合涂层材料，属于生物材料技术领域。
背景技术：
目前，生物陶瓷涂层的制备方法主要有：等离子喷涂法、电化学法、溶胶-凝胶法、水热合成法、粉浆涂层和烧结、激光熔覆法等。由于临床上对生物材料有不同的性能要求，所以各种制备方法都是为了满足某一方面的性能而被经常使用。
同时随着表面科学和技术的迅猛发展，在金属医用生物材料表面熔覆一层或多层生物陶瓷材料的研究和开发已倍受人们的关注。在机械强度高、生物相容性差的金属等种植体基材表面涂敷上一层生物相容性好的生物陶瓷涂层，来与生物体直接接触。通过控制表面处理工艺参数，可以调整生物陶瓷涂层的孔隙率和表面状态。这种多孔生物陶瓷涂层材料能够作为永久性的骨或作为细胞组织能够长入的骨。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够用于生物、医学材料的制作复合材料，特别是能够用于具有梯度生物材料的复合材料。
本发明采用的技术方案如下：
一种复合材料，包括钛粉和羟基磷灰石原料粉末，以质量百分数计，钛粉为0.01-85%，羟基磷灰石原料粉末为15-99.99%，所述羟基磷灰石原料粉末由CaHPO4·2H2O和CaCO3组成，以质量百分数计CaHPO4·2H2O为75-86%，CaCO3为14-25%；并通过激光熔覆法制成，激光熔覆参数为：输出功率2.5kW，扫描速度80-160mm/min，光斑尺寸15mm×1mm。
所述激光熔覆参数为：输出功率2.5kW，扫描速度140mm/min，光斑尺寸15mm×1mm。
所述CaHPO4·2H2O为82%，CaCO3为18%。
所述钛粉的粒度为35-40微米。
所述钛粉为0.01%，羟基磷灰石原料粉末为99.99%。
所述钛粉为55%，羟基磷灰石原料粉末为45%。
所述钛粉为85%，羟基磷灰石原料粉末为15%。
激光熔覆中，随着输出功率P的增大，生物陶瓷涂层组织的致密性下降。这是因为随着输出功率的增大，也即提高了陶瓷的烧结温度。随着烧结温度的升高，形成陶瓷的晶粒逐渐长大，同时使晶粒的棱角变得圆滑，小晶粒互相连接而形成较大晶粒，这时晶界处的玻璃态液相填充晶粒间的空隙并粘接小晶粒；小晶粒又进一步长大，随温度升高而形成的玻璃态液相再进一步填充孔隙，这样晶粒长大和液相填充不断往复循环进行，最终形成陶瓷。但和通常烧结工艺不同，由于激光熔覆是快速加热和快速冷却过程，当输出功率大，也即烧结温度高时，所形成的晶粒尺寸比较大，由于液相来不及填充而形成的孔隙也较大；另一方面，由于输出功率大，烧结过程中产生的热应力也较大，这样也容易形成较大的空洞和裂纹。由于所制备的生物陶瓷要求有一定的空隙率，以便骨组织的长入。当输出功率P=2.5kW时，所制备的陶瓷表面既有一定的致密度，又有一定的空隙率。
羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]的钙磷原子比为1.67，合成HA的CaHPO4·2H2O和CaCO3的重量百分比分别为72%和28%，由于激光熔覆过程中Ca、P存在烧损，特别是P的烧损更为严重，故对混合粉末进行CaHPO4·2H2O为75-86%，CaCO3为14-25%的钙磷比设计。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：采用激光熔覆工艺所得到的复合材料既有一定的致密度，又有一定的空隙率，合适的扫描速度也使得涂层具备较好的致密度，且具有较好的基体融合性能。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实施例中，采用CaHPO4·2H2O为分析纯、CaCO3为分析纯、Ti粉粒度为35-40μm。
实施例1
本实施例的复合材料包括钛粉和羟基磷灰石原料粉末，以质量百分数计，钛粉为0.01%，羟基磷灰石原料粉末为99.99%。其中:所述羟基磷灰石原料粉末由CaHPO4·2H2O和CaCO3组成，以质量百分数计CaHPO4·2H2O为75%，CaCO3为25%；涂层通过激光熔覆法制成，激光熔覆参数为：输出功率2.5kW，扫描速度80mm/min，光斑尺寸15mm×1mm，在熔覆前将原料采用粘结剂调配。
实施例2
本实施例的复合材料包括钛粉和羟基磷灰石原料粉末，以质量百分数计，钛粉为55%，羟基磷灰石原料粉末为45%。其中:所述羟基磷灰石原料粉末由CaHPO4·2H2O和CaCO3组成，以质量百分数计CaHPO4·2H2O为80%，CaCO3为20%；涂层通过激光熔覆法制成，激光熔覆参数为：输出功率2.5kW，扫描速度140mm/min，光斑尺寸15mm×1mm，在熔覆前将原料采用粘结剂调配。
实施例3
本实施例的复合材料包括钛粉和羟基磷灰石原料粉末，以质量百分数计，钛粉为85%，羟基磷灰石原料粉末为15%。其中:所述羟基磷灰石原料粉末由CaHPO4·2H2O和CaCO3组成，以质量百分数计CaHPO4·2H2O为86%，CaCO3为14%；涂层通过激光熔覆法制成，激光熔覆参数为：输出功率2.5kW，扫描速度160mm/min，光斑尺寸15mm×1mm，在熔覆前将原料采用粘结剂调配。
本发明采用激光熔工艺所得到的复合材料既有一定的致密度，又有一定的空隙率，合适的扫描速度也使得涂层具备较好的致密度，且具有较好的基体融合性能。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。