[发明专利]一种生物医用发热复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医用发热复合棒材料及制备方法。特别是指一种具有生物相容、发热稳定的生物医用发热复合材料及制备方法。属于生物医用材料制备技术领域。

背景技术

随着社会竞争压力的增大，人口老龄化等原因，慢性肌筋膜炎等疼痛病症已经成为导致人体长期、慢性顽固性疼痛的主要原因之一，药物治疗效果缓慢易复发、且部分疗效不理想。因此，迫切需要开发一种具有振动、发热的材料，使其既具有发热均匀、振动稳定，又能够对人体无毒性即生物相容性，从而用于慢性肌筋膜炎治疗，并扩展到其他神经病理性疼痛和癌痛的治疗。

钛及钛合金是目前应用最广泛的医用金属材料，具有良好的生物相容性，其应用领域包括骨科、矫形外科、牙科、口腔医学、血管扩张器、人工气管、心脏起博器以及手术医疗器械等。然而该种材料导电性好，不具备良好的发热功能。镍铬合金具有高强度、高电阻、腐蚀等优异性能，常用作电阻材料。这两种材料各有优势，如能够复合成一种材料，将能够满足生物相容和发热的要求。

爆炸复合技术，是一种新型的先进制造技术,它的主要特点在于激波的瞬态加载，局部升温，过程持续时间以微秒为量级。可以使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固的冶金结合而制备出一种新型复合材料。具有工艺简便，操作方便，成本低廉等优势。金属在界面的冶金结合使材料具有稳定的连接。

由于钛是一种极为活泼的金属，在高温高压条件下易产生氧化反应,特别是与镍、铬等合金元素结合极易生成脆性金属间化合物，从而易使复合材料界面连接性能弱化。因此，如何优化爆炸复合工艺参数，从而控制镍铬合金和钛或者钛合金复合界面区的金属间化合物和脆性物质的形成，使其具有良好组织和力学性能，是生物医用发热复合材料制备方法需要解决的核心问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种生物医用复合材料及制备方法。

本发明一种生物医用发热复合材料及制备方法，包括包覆材料、芯材，所述包覆材料包裹在芯材外表面，通过爆炸复合，使芯材与包覆材料之间实现冶金结合；所述包覆材料选自钛或钛合金，所述芯材选自镍铬合金。

本发明一种具有振动和发热功能的生物医用复合材料，所述包覆材料选自TA2纯钛、TC4钛合金中的一种；所述芯材选自X20H80、X15H60镍铬合金中的一种。

本发明一种生物医用发热复合材料的制备方法，包括下述步骤：

第一步，原材料表面处理：

取圆柱状芯材以及圆管状包覆材料，要求圆管状包覆材料内径比芯材直径大1-4mm，对芯材及包覆材料表面清洗后，置于硝酸溶液中钝化至材料表面呈现银白色金属光泽；

第二步：爆炸复合：

将第一步所得的芯材、包覆材料置于爆炸复合套管中，将包覆材料套装在所述芯材外，要求包覆材料与芯材同轴线，实现精确定位；然后，在包覆材料外壁与爆炸复合套管内壁之间均匀布入5-20mm厚度的炸药；在复合套管顶盖中央垂直插入直径5-10mm雷管，然后，将爆炸复合套管放在吸震座上，引爆，得到生物医用发热复合材料坯。

本发明一种生物医用发热复合材料的制备方法，将制备的生物医用发热复合材料坯加热至510-610℃保温30分钟后出炉空冷，进行去应力退火。

本发明一种生物医用发热复合材料的制备方法，将去应力退火后的生物医用发热复合材料坯进行至少8道次拉拔，每道次拉拔后，进行退火，制得生物医用发热复合丝材；所述退火温度为510-610℃，保温时间30分钟；每道次拉拔的变形量为0.8-1.5mm。

本发明一种生物医用发热复合材料的制备方法,所述的芯材长度为500-600mm、直径为9-10mm，圆管状包覆材料长度为500-600mm、外径为13-15mm、壁厚为0.5-2mm。

本发明一种生物医用发热复合材料及制备方法,所述圆管状包覆材料内径比芯材直径大1-4mm。

本发明一种生物医用发热复合材料及制备方法,所述的金属表面处理方法是用温度为400-450℃、质量百分浓度为95%的工业烧碱溶液清洗1-5分钟后水洗，再置于温度为60-70℃、质量百分浓度为18%的硫酸和质量百分浓度为3%的NaCl混合溶液中酸洗3-10分钟后水洗；最后，置于温度为50-70℃、质量百分浓度为8%的硝酸溶液中钝化1-5分钟后，水洗、干燥。

本发明一种生物医用发热复合材料及制备方法，所述炸药为乳化炸药或者粉状炸药。其生产企业是：湖南神斧民爆集团有限公司；产品型号是：2号岩石乳化炸药、2号岩石粉状炸药