一种在镁基复合材料表面制备Ti/TiO₂或TiN生物相容性膜层的方法

摘要

本发明公开了一种在镁基复合材料表面获得Ti/TiO2或TiN膜层的方法，该膜层具有良好的生物相容性，与镁基体材料结合紧密，可以阻止或延缓镁基体材料在体液中的腐蚀。如果需要镀Ti/TiO2层，则抽真空到3×10-3Pa以上的真空度，引燃纯钛靶材起弧放电，沉积时间为2～10min。如果需要镀TiN层，则在真空室中充入氮气，起弧电流控制在50～100A，沉积时间为8～12min。通过该方法获得的Ti/TiO2或者TiN膜层在生物体环境下服役时，可实现镁基体材料的缓慢降解，有效地延缓镁基体与体液环境发生化学反应，有利于生物体在可承受范围内排出降解产物，是一种镁基生物植入材料可以使用的具有生物相容性的表面膜层。

主权项

一种在镁基复合材料表面获得Ti/TiO2或TiN膜层的方法，其特征是：包含以下步骤：(1)、在真空多弧离子镀设备中对表面清洗后的镁基复合材料进行表面镀膜，将真空多弧离子镀膜机抽真空到6.0×10‑3Pa以上的真空度，然后加热至200℃～220℃，充入氩气，氩气分压控制在0.4Pa～0.6Pa，接通镁基复合材料偏压电源，偏压值为100V～250V，对镁基复合材料进行初步轰击2min～3min；(2)、如果需要镀Ti/TiO2层，则在步骤(1)之后，再次抽真空到3×10‑3Pa以上的真空度，镁基复合材料偏压调整至150V～400V，同时，引燃纯钛靶材起弧放电，起弧电流控制在30A～80A，沉积时间为2min～10min,此时获得纯Ti膜层；将镀好Ti层的产品从真空室中取出后在大气中放置，在Ti层表面自然氧化获得TiO2层，从而获得Ti/TiO2层；(3)、如果需要镀TiN层，则在步骤(1)之后，在真空室中充入氮气，保持氮气分压在0.5Pa～1Pa，占空间体积比例为45%～50%,镁基复合材料偏压值在50V～250V，起弧电流控制在50A～100A，沉积时间为8min～12min；(4)、其他在镀膜过程中使用到的相关参数设定为：电弧源工作电流：30A～100A，靶材数量4件～8件，靶材直径60mm～100mm，靶材电流范围30A～100A,工作时稳弧电流为50A～60A，靶材电位‑18V～‑20V，镁基复合材料加热温度为400℃～450℃。