[发明专利]一种Ti-Mg合金材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Ti-Mg合金材料，其特征在于，该合金为具有均匀弥散分布、层状复合组织结构的固溶体，所述合金的相组成为Ti、Mg、TiO和MgO，四相含量分别为Ti 70%~80%、Mg 0%~10%、TiO 8%~20%、MgO 2%~5%；孔隙率小于1%，维氏硬度为HV400~HV500，抗压强度为1600MPa~1700MPa，弹性模量为12GPa~13GPa、自腐蚀电位为-900mV~-800mV，自腐蚀电流密度为50μA/cm²~90μA/cm²。

2.一种如权利要求1所述的Ti-Mg合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

（1）粉末混合：按照纯镁粉所占质量分数为5~50wt.%的比例配制纯钛粉和纯镁粉的混合粉末，并加入2~5wt.%的过程控制剂；

（2）机械合金化：将步骤（1）配制的原料粉末放入球磨机中，粉与磨球装入量不超过球磨罐容积的2/3，将球磨罐抽真空，再充入高纯氩气，球磨时间为20~30h，球磨完成后等待球磨罐冷却，然后在充氩气的手套袋中取粉；

（3）放电等离子烧结：将球磨后的Ti-Mg混合粉末放入烧结炉中的烧结模具，进行放电等离子烧结，烧结腔环境为真空，烧结温度为600~900℃，保温时间不少于30s，然后随炉自然冷却至室温，即得到Ti-Mg合金材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中纯钛粉的平均粒度为50~150μm，纯镁粉平均粒度为150~250μm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述过程控制剂为硬脂酸锌。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磨球为尺寸为5mm的小球和10mm的大球的混合磨球，所述球磨机转速为240r/min，球料比为10:1，球磨机正反转交替运行，球磨机每运行20min暂停5min。

6.根据权利要求2~5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的烧结模具为石墨模具，该石墨模具的内径为20mm，烧结时在所述Ti-Mg混合粉末与石墨模具之间放置0.5mm厚的石墨纸。

7.根据权利要求2~5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，烧结压力为10KN，烧结保温时先在600℃下保温180s，然后以100℃/min的速率升温至700~900℃，保温30s。

8.一种如权利要求1所述的Ti-Mg合金材料或由权利要求2至7任一所述的制备方法制得的Ti-Mg合金材料在制备人体组织骨修复材料中的应用。