[发明专利]一种多孔金属材料烧结所用胚体的制备方法

说明书

技术领域

  本发明涉及一种胚体的制备方法，尤其涉及一种多孔金属材料制备中烧结所用胚体的制备方法。

背景技术

 多孔金属材料应用广泛，如可作为医用植入材料具有治疗骨组织创伤和股骨组织坏死等重要而特殊的用途，现常见的这类材料有多孔金属不锈钢、多孔金属钛等。作为医用多孔植入材料，其孔隙最好全部连通与均匀分布，或根据需要孔隙部分连通与均匀分布，使之既与人体的骨组织生长相一致，又减轻了材料本身的重量，以适合人体植入使用。

多孔金属材料基本上是以粉末烧结法为主要的加工方法，具体是采用将金属粉末配制成浆料在有机泡沫体支架（孔隙连通的海绵体多孔支架）上浸渍制得烧结胚体，然后干燥、烧结。但采用现有方法制得的烧结胚体用于烧结制备多孔金属材料过程中稍微控制不好就易导致制得的多孔金属材料均匀性及孔隙连通性不理想、产品合格率不高。

发明内容

   本发明的目的在于提供一种多孔金属材料烧结所用胚体的制备方法，采用该方法制得的烧结胚体制备得到的多孔金属材料材质均匀、孔隙连通性好。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种多孔金属材料烧结所用胚体的制备方法，其特征在于：在孔隙连通的多孔支架上涂覆一层粘性胶体，将金属干粉加压喷吹挤压附着在所述涂覆粘性胶体的多孔支架上。该方法制备的烧结胚体经烧结后制得的多孔金属材料均匀性、孔隙连通性好。

上述多孔支架优选采用孔隙三维连通的多孔支架，这样使制得的多孔材料分布更均匀、力学性能等更理想，如聚氨酯海绵体等。

上述粘性胶体为纤维素衍生物-醇-水形成的胶体、聚维酮-水形成的胶体、明胶-水形成的胶体、淀粉-水形成的胶体、聚乙二醇-水形成的胶体、蔗糖-水形成胶体溶液、海藻酸钠-水形成的胶体。

上述纤维素衍生物包括甲基纤维素、羟丙纤维素、羟丙甲纤维素、羟甲基纤维素钠、乙基纤维素等。

上述金属干粉根据制备需要可以是钛粉、铌粉、铜粉、钽粉、铁粉等金属粉末。   

为了进一步提高金属干粉在上述多孔支架上的附着紧密度，将上述金属干粉加压喷吹采用的压力为130-175Mpa；更进一步优选地，控制金属干粉的流速为220-350cm³/分钟。

本发明具有如下有益效果：

采用本发明方法制得的烧结胚体制备的多孔金属材料，其材料分布均匀、同时孔隙连通性好，可实现100%的三维连通。制备工艺简单，烧结前不需要进行真空干燥等步骤，大大节约成本。

具体实施方式

下面通过实例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种多孔金属材料的烧结胚体的制备方法，在10×10×25mm多孔聚氨酯泡沫（平均孔径为0.56mm，密度0.030g/cm³，硬度60⁰）上涂覆一层淀粉-水胶体；将钽粉加压均匀喷吹挤压附着在所述涂覆粘性胶体的多孔聚氨酯泡沫上得到烧结胚体；将上述金属干粉加压喷吹采用的压力为130-145Mpa；控制金属干粉的流速为220-250cm³/分钟。

将上述制得的烧结胚体进行脱脂、烧结等工艺如下：

脱脂处理：真空度低于1×10^-3Pa，温度800℃，保温时间2h。真空烧结：在真空炉中烧结，烧结温度2100℃，保温4小时，真空度1×10^-4Pa，烧结过程充氩气保护，取出产品后去除表面灰尘及污物，制得的样品再进行常规的后处理得多孔钽成品，成品率高达95%。

发明人按GB/T5163-2006、GB/T5249-1985、GB/T6886-2001等标准对上述多孔钽成品的多孔材料密度、孔隙度、孔径及各种力学性能进行检测：该多孔钽具有完全三维连通分布，其孔隙分布均匀且连通，密度5.0g/cm³，孔隙度66%，孔隙平均直径220μm.且力学性能优异：弹性模量4.5GPa，屈服强度70MPa，抗压强度85MPa，硬度140MPa，塑性变形量11%，抗拉强度65MPa。

实施例2