替代承重骨组织的医用多孔金属材料的制备方法

摘要

一种替代承重骨组织的医用多孔金属材料的制备方法，钽粉与碳酸氢铵或双氧水、成型剂（硬脂酸、硬脂酸锌、石蜡、合成树脂中的一种或多种）混合，再经压制成型、脱脂、烧结、冷却和热处理；压制成型是将混合物压制到有机泡沫体中，其压力为50～100Mpa，脱脂是以0.3℃/min～2℃/min的速率逐步升温至400～800℃，氩气为保护气氛并保温300min～360min；烧结是真空度10^-4Pa～10^-3Pa，以10～20℃/min升温至1500～1800℃、保温120～240min、随炉冷至200～300℃，再以10～20℃/min升温至1500～1800℃、保温180～240min，以5～10℃/min升温至2000～2200℃、保温120～360min。有效解决了作为替代承重部位的医用多孔钽材料既要求其孔隙率较大、又要求力学性能好的矛盾，非常适合用于作为替代承重骨组织的医用植入材料。

主权项

一种替代承重骨组织的医用多孔金属材料的制备方法，其特征在于：以粒径小于43μm、氧含量小于0.1%的金属钽粉，石蜡和碳酸氢铵混合为原料，再经压制成型、脱脂处理、真空烧结、真空退火及常规后处理；其中，石蜡占10%左右、碳酸氢铵大约占23%、金属钽粉占67%左右，以体积百分含量计；压制成型：将原料混合粉末加入注塑成型机中在60Mpa下压制到聚氨酯泡沫体（孔径0.48～0.89mm，密度0.015 g/cm³～0.035g/cm³，硬度大于50⁰）中成型；压制成型后将混合粉末放入非氧化气氛炉中升温至800℃，保护气氛为99.999%氩气进行脱脂处理，其在升温之前先通入纯净氩气至少30min以排除炉内空气，控温过程：以1.8℃/min的速率从室温升至400℃，保温323min，氩气通入量0.5L/min；以0.5℃/min的速率从400℃升至800℃，保温350min，氩气通入量1L/min；再关闭电源，脱脂后的样品随炉冷却，氩气通入量1L/min，直至冷却至室温时关闭氩气；对于脱脂处理后的样品随钨器置于高真空高温烧结炉内升温进行真空烧结，在升温之前烧结炉的真空度至少要达到10^‑4Pa，以12～15℃/min的速率从室温升至1500℃，保温200min、随炉冷至200～300℃，真空度为10^‑4Pa；再以17℃/min的速率升至1500℃，保温180min，真空度为10^‑4Pa～10^‑3Pa；以8℃/min的速率升至2200℃，保温320min，真空度为10^‑3Pa；烧结完毕，真空度为10^‑3Pa，以10～15℃/min的速率冷却至1600℃，保温30min；以12℃/min的速率冷却至1200℃，保温60min；以10℃/min的速率冷却至800℃，然后随炉冷却；对于真空烧结冷却后的样品随刚玉容器置于真空退火炉中升温至1250℃进行去应力退火处理，在升温之前退火炉内的真空度至少要达到10^‑4Pa，以15℃/min的速率从室温升至880℃，保温340min，真空度为10^‑4Pa～10^‑3Pa；再以3℃/min的速率冷却至400℃，保温180min，真空度为10^‑4Pa～10^‑3Pa；以22℃/min的速率冷却至室温。