[发明专利]一种人造视网膜中Al2O3陶瓷与钛环钎焊封接方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种Al₂O₃陶瓷与钛环的钎焊封接方法。

背景技术

Al₂O₃陶瓷的强度高、耐磨性和耐腐蚀性好，并且热稳定性能好，是一种应用广泛的陶瓷材料。在Al₂O₃陶瓷的使用过程中，常需要将其与金属材料连接，形成陶瓷/金属复合结构使用。钛及钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、生物兼容性好等优点，是较为理想的结构材料。

在人造视网膜结构中，Al₂O₃陶瓷/钛环复合结构是重要元件之一。通过将Al₂O₃陶瓷与钛环连接，并复合其他电子元器件共同实现刺激视神经、帮助使用者获得基本的视觉的功能。因此，将Al₂O₃陶瓷与钛环可靠连接，并获得组织致密、气密性好的连接接头具有重要意义。

目前，钎焊仍是连接陶瓷与金属的最有效方法之一。针对人造视网膜结构中Al₂O₃陶瓷与钛环的连接，既要选择合适的钎料实现连接，又要使接头满足生物兼容性的需求。目前广泛应用的是采用Ag基钎料钎焊Al₂O₃陶瓷与钛合金，然而Ag基钎料的钎焊界面的生物相容性较差，不能满足人造视网膜结构应用的条件，因此开发具有生物兼容性的钎料实现Al₂O₃陶瓷与钛环的连接是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，连接可靠的人造视网膜中Al₂O₃陶瓷与钛环钎焊封接方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种人造视网膜中Al₂O₃陶瓷与钛环钎焊封接方法，其包括以下步骤：

（一）、制备钎料：在行星式球磨机中，将颗粒度为20~400nm、质量分数分别为6~85%和15~94%的Ti粉和Ni粉混合，在转速为100~300转/分的条件下，球磨0.5~2h，得到TiNi钎料；

（二）、将待焊的钛环和Al₂O₃陶瓷放入丙酮中超声清洗5~10min；

（三）、将得到的TiNi钎料与丙酮混合成膏状，并将膏状钎料均匀涂覆在Al₂O₃陶瓷的待连接面上，再将钛环置于涂覆层上，组成待焊装配件，其中，膏状钎料涂覆层的厚度为50~100μm；

（四）、将步骤三中得到的待焊装配件放置在真空加热炉中，当真空度达到(1.3~2.0)×10^-3Pa时，通电加热，控制升温速度为10℃/min~30℃/min，升温至990~1450℃，然后保温0~30min，再控制冷却速度为3℃/min~10℃/min，冷却至300℃，然后再随炉冷却，即实现人造视网膜中Al₂O₃陶瓷与钛环的连接。

进一步，所述TiNi钎料中Ti粉和Ni粉的质量分数分别为72%和28%。

进一步，所述步骤（三）中膏状钎料涂覆层的厚度为80μm。

进一步，所述步骤（四）中控制升温速度为20℃/min，升温至1360℃，保温为20min，冷却速度为5℃/min。

本发明采用TiNi钎料连接钛环和Al₂O₃陶瓷，通过控制钎焊温度(990~1450℃)和保温时间(0~30min)，以控制接头组织和性能，钎料中的Ti通过与Al₂O₃陶瓷发生界面反应，形成化合物，实现钛环和Al₂O₃陶瓷的冶金连接。对照现有技术，本发明的有益效果是：成功实现了钛环和Al₂O₃陶瓷的生物兼容性连接，并获得了可靠的接头，其特别适用于人造视网膜结构中的钛环与Al₂O₃陶瓷的连接。在植入医学领域具有较大的应用前景。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。