本发明涉及生物材料技术领域，具体是一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝及其制备方法。
背景技术：
在正畸固定矫治过程中，摩擦力伴随着托槽与弓丝间的相对运动而产生，矫治器施加的矫治力需克服摩擦力后才能作用于牙齿，通过牙周组织的吸收与改建而使牙齿移动。随着滑动机制在固定矫治中的普遍应用，矫治过程中所产生的摩擦力就显得尤为重要。摩擦力越大，牙移位的实际矫治力比例就越小，进而影响矫治器矫治的性能和效率。当今正畸学界普遍提倡的矫治理念是轻力矫治，想要达到轻力矫治的有效甚至高效，首要的就是减小矫治系统的摩擦力，从而获得最有效的牙移位及最适当的生物组织反应。口腔正畸医师已逐渐认识到摩擦力在矫治过程中的重要性，随之对被矫治牙齿移动时所需克服的摩擦力的研究也逐渐增多，这不仅有利于临床上合理选用托槽，弓丝和结扎方法，同时也可避免一些不利因素的影响，对于提高牙移动效率，降低支抗要求，缩短治疗时间都有特殊的临床意义。
镍钛弓丝是正畸固定矫治技术中排齐整平阶段不可或缺的金属材料。具有独特的超弹性、形态记忆功能以及良好的生物相容性，同时与其他金属材料相比，具有无可比拟的低弹性模量，弥补其他金属合金材料作为口腔正畸弓丝的柔韧性和力学相容性方面的不足，在正畸治疗中应用了几十年。然而，复杂的口腔唾液环境相当于一种良好的电解质溶液，ph5.16-7.16，平均为6.18。当镍钛合金处于处于酸性介质时，其腐蚀速度明显加快，极易通过离子析出或者电化学腐蚀作用使材料降解。镍钛丝与其他正畸弓丝相比具有较高的摩擦系数，腐蚀后其表面粗糙程度会相对增大，不利于牙齿的轻力移动。若要达到轻力矫治的有效甚至高效，首要的就是减小矫治系统的摩擦力，从而获得有效的牙移位。因此，改善口腔正畸镍钛丝的耐腐蚀性能和表面摩擦力，对于牙科正畸矫形临床应用具有重要的科学意义和实际应用意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至850-880℃，保温50-60min，然后降温至350-400℃，保温1-2h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗15-20min，获得第二处理物；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在48-50℃进行钝化处理40-50s，获得第四处理物；
5）对第四处理物进行超声波清洗15-20min，烘干，获得第五处理物；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层。
作为本发明进一步的方案：步骤2）中，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍。
作为本发明再进一步的方案：步骤3）中，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在120-130℃下烘干。
作为本发明再进一步的方案：步骤4）中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑6-8份、98%浓硫酸5-7份、次氯酸钾1-2份、十二烷基苯磺酸钠2-5份、三乙醇胺0.5-1.0份、六亚甲基四胺1.2-1.6份、硝酸铬0.3-0.7份。
作为本发明再进一步的方案：步骤5）中，依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗。
作为本发明再进一步的方案：步骤6）中，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的口腔正畸弓丝大大降低了在唾液及酸性环境下的腐蚀速度，且降低了镍离子的析出，提高了生物相容性，降低了口腔正畸弓丝的表面摩擦力，满足正畸弓丝表面改性和临床应用的需求，对于牙科正畸矫形临床应用具有重要的科学意义和实际应用意义。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至850℃，保温50min，然后降温至350℃，保温1h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗15min，获得第二处理物，具体为，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物，具体为，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在120℃下烘干；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在48℃进行钝化处理40s，获得第四处理物，其中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑6份、98%浓硫酸5份、次氯酸钾1份、十二烷基苯磺酸钠2份、三乙醇胺0.5份、六亚甲基四胺1.2份、硝酸铬0.3份；
5）对第四处理物进行超声波清洗15min，烘干，获得第五处理物，具体为：依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
实施例2
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至855℃，保温52min，然后降温至360℃，保温1h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗16min，获得第二处理物，具体为，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物，具体为，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在123℃下烘干；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在48℃进行钝化处理42s，获得第四处理物，其中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑7份、98%浓硫酸5份、次氯酸钾1.3份、十二烷基苯磺酸钠3份、三乙醇胺0.6份、六亚甲基四胺1.3份、硝酸铬0.4份；
5）对第四处理物进行超声波清洗16min，烘干，获得第五处理物，具体为：依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
实施例3
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至865℃，保温55min，然后降温至380℃，保温1.5h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗18min，获得第二处理物，具体为，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物，具体为，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在125℃下烘干；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在49℃进行钝化处理45s，获得第四处理物，其中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑7份、98%浓硫酸6份、次氯酸钾1.5份、十二烷基苯磺酸钠4份、三乙醇胺0.8份、六亚甲基四胺1.4份、硝酸铬0.5份；
5）对第四处理物进行超声波清洗18min，烘干，获得第五处理物，具体为：依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
实施例4
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至870℃，保温55min，然后降温至390℃，保温1.5h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗18min，获得第二处理物，具体为，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物，具体为，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在130℃下烘干；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在50℃进行钝化处理47s，获得第四处理物，其中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑8份、98%浓硫酸6份、次氯酸钾1.7份、十二烷基苯磺酸钠4份、三乙醇胺0.8份、六亚甲基四胺1.2份、硝酸铬0.6份；
5）对第四处理物进行超声波清洗19min，烘干，获得第五处理物，具体为：依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
实施例5
一种表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝的制备方法，步骤如下：
1）将镍钛弓丝送入真空回火炉中，升温至880℃，保温60min，然后降温至400℃，保温2h，随炉冷却，获得第一处理物；
2）对第一处理物表面进行超声波清洗20min，获得第二处理物，具体为，在乙醇中对第一处理物表面进行超声波清洗，以去除污渍；
3）对第二处理物表面进行打磨，烘干，获得第三处理物，具体为，首先采用400目的干磨砂纸对第二处理物进行初次打磨，打磨均匀后，再采用1200目的干磨砂纸对第二处理物进行再次打磨，打磨均匀后，最后将第二处理物置于去离子水中，采用2500目的水磨砂纸进行最终打磨，打磨均匀后，将第二处理物在130℃下烘干；
4）将第三处理物浸没在钝化剂中，在50℃进行钝化处理50s，获得第四处理物，其中，所述钝化剂由以下按照重量份的原料配制而成：苯并三氮唑8份、98%浓硫酸7份、次氯酸钾2份、十二烷基苯磺酸钠5份、三乙醇胺1.0份、六亚甲基四胺1.6份、硝酸铬0.7份；
5）对第四处理物进行超声波清洗20min，烘干，获得第五处理物，具体为：依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中对第四处理物进行超声波清洗；
6）将第五处理物表面采用磁控与离子束复合溅射法制备类金刚石涂层，工艺参数为：偏压-80v，射频电源功率160w，气体为氩气，流量为35sccm，工作气压2.0pa，基体温度165℃，沉积时间75min。
采用上述制备方法所制备的表面摩擦力低且耐腐蚀的口腔正畸弓丝，其表面类金刚石涂层厚度为1微米。
本发明制备的口腔正畸弓丝大大降低了在唾液及酸性环境下的腐蚀速度，且降低了镍离子的析出，提高了生物相容性，降低了口腔正畸弓丝的表面摩擦力，满足正畸弓丝表面改性和临床应用的需求，对于牙科正畸矫形临床应用具有重要的科学意义和实际应用意义。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。