专利名称：生物陶瓷钛基复合材料及其制备方法
生物陶瓷钛基复合材茅斗及其制备方法駄领域本发明涉及生物医用錢基复合材料，具体姓物陶瓷钛基复合材料及其制备方法。 背景狱目前人体骨骼和牙^fe物磁巨织vffl置换(修复)材料大多为轧制或铸造钛材料，,樹料具有耐腐蚀、，高和生物相容性等待点。但是轧制或铸造钛材料的弹性模量明显高于人体骨，因而降 低了材料的生物力学相容性，限制了钛材料的卿。粉末冶金方法制备的钛材料因具有适量的孔隙， 因而使材料的弹性模量下降，材料的生物力学相容性有所改善。然而粉末冶金方法制备的钛材料生 物活性有欠缺，材料的生物力学相容性还有，高。 发明内容本发明的目的在于，一种生物陶瓷钛基复合材料的粉末冶^^j备方法，解决现有技术存在的 li^料生物活性有欠缺，材料的弹性# 较高的问题。本发明的目的还在于Jt^臓方法制备的生物陶S:基复合材料。 本发明的生物陶ig^基复合材料的制备方法，包括如下步骤(1) 将粒度为5mhi ~100Mm的^af娥与丰镀小于100nm的纳米羟 ^石粉混合均匀，其 中纳米羟^^石的^IR分数为1%~10%， ,1~9%，进一步,2~4.9%;(2) 混^^末細等静压^^，然后真空烧结，烧结鹏为105(r01200。Co 本发明生物陶徵太基复合材料及其制备方法的设计依据^L要特点如下It^末加入具有生物活性的纳米羟 ^石粉之后，粉末冶鍋备的复合材料生物活性提高，复合材料生物活性高于粉 末冶絲ij备的纯ltt才料；Itm末加Alft米羟^^灰石粉之后，增加了粉末冶絲恪的复合材料的孔 隙率，进一步斷氐了复合材料的弹性丰鐘，复合材料JBi弹性f鍾7.9 GPa 与人体骨舰; 微末加AJft米P^I灰石粉之后，粉末冶錄恪的复合材料的孔隙 加，使得复合材料的弓驢 有所下降，但是复合材，报弯5艘大于140MPa^仍高于細当于人体骨。生物陶微基复合材料可 用刊恪人体骨骼和牙^i组织佣生物置换(修复)体。^M例l:将粒度为5pm 100Mm的金属钛粉与粒度小于100nm的纳米羟^灰石粉(纳米羟繊灰石粉加入量柳分数歸)混合均匀，混誠末翻等静压跡，然后在ii(xrc真空烧结， 制备得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材離弯鹏154MPa^压縮弹性鶴9-3GPa。 例2:将禾娘为5拜~100,的^jllt^与辛娘小于10Qnm的纳米羟 灰石粉(纳米羟 灰石粉加入量#^分数2%)混合均匀，混^^末翻等静压，，然后在11(XTC真S^结， 制备得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯lfcM料，复合材 舰弯鹏860MPa^臓弹性糧17GPa。实施例3:将丰娘为5Mm 100Mm的^Mfi^与米娘小于100nm的纳米羟繊灰石粉(纳米羟 繊灰石粉加入量鹏分数49%)混合均匀，混锁末翻織压娜，然后在115(TC真空烧结， 第格得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材 離弯鹏435MP4臓齊性鶴14GPa。M例4:将米被为5pm 100Mm的金属钛粉与f娘小于100nm的纳米羟 灰石粉(纳米羟 繊灰石粉加入量柳、分数麵混合均匀，混锁末采用等静压鹏，然后在磨C真空烧结， 第恪得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材 茅报弯鹏144MP4臓弹性糧7-9GPa。^M例5:将f娘为5Mm 100Mm的金属lfc^与禾娘小于100nm的纳米羟 灰石粉(纳米羟 繊灰石粉加入量糊分数9%)混合均匀，混锁末翻等静压鄉，然后在ll(XTC真幾结， 制备得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材 離弯鹏170MPa^臓弹性鶴9.8GPa。实施例6:将茅娘为5Mm 100Mm的金属钛粉与丰镀小于100nm的纳米羟Sm灰石粉(纳米羟 灰石粉加入量#^只分数1%)混合均匀，混^^末采用 压^^，然后在12orc真空烧结， 帝格得到生物陶瓷钛基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材 離弯鹏950MP4臓弹性鶴18-5GPa。实^M例7:将禾娘为5pm 100^的金属im与粒度小于l(Xbm的纳米羟 灰石粉(纳米羟 ^^灰石粉加入量柳分数3%)混合均匀，混^^末翻等静压j^^，然后在12orc真空烧结， 制备得到生物陶徽基复合材料。复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材 茅报弯鹏720戰臓弹性鶴16GPa。
权利要求
1、一种生物陶瓷钛基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将粒度为5μm～100μm的金属钛粉与粒度小于100nm的纳米羟基磷灰石粉混合均匀，其中纳米羟基磷灰石体积分数为1％～10％；(2)混合粉末采用等静压成形，然后真空烧结，烧结温度为1050℃～1200℃。
2、 概权利要求l臓航法，欺寺征在于^^1米，5 灰石的鹏分数为1%~9%。
3、 根据权利要求2皿的方法，^#征在于戶; 1*1米|5*61灰石的#^分数为2%~4.9%。
4、 权利要求1 3任一1砂 方法制，到的生物陶瓷钛基复合材料。
全文摘要
本发明涉及一种生物陶瓷钛基复合材料的粉末冶金制备方法，其特征在于包括(1)将粒度为5μm～100μm的金属钛粉与粒度小于100nm的纳米羟基磷灰石粉混合均匀，其中纳米羟基磷灰石体积分数为1％～10％；(2)混合粉末采用等静压成形，在1050℃～1200℃真空烧结，制备得到生物陶瓷钛基复合材料。所制得的复合材料的生物活性高于粉末冶金方法制备的纯钛材料，复合材料抗弯强度大于140MPa，高于或相当于人体骨；复合材料压缩弹性模量7.9GPa～18.5GPa，与人体骨接近。本发明可用于制备人体骨骼和牙齿等硬组织用生物置换(修复)体。
文档编号B22F3/12GK101229587SQ200810026378
公开日2008年7月30日 申请日期2008年2月20日 优先权日2008年2月20日
发明者英 刘, 夏东升, 庞鹏沙, 卫 李 申请人:暨南大学