[发明专利]一种具有生物相容性的Al

说明书

本发明公开一种具有生物相容性的Al₂O₃/Ti扩散连接方法，方法如下：S1、将Al₂O₃陶瓷母材与Ti金属母材均制成基片，将Al₂O₃陶瓷基片与Ti基片分别进行打磨，再进行超声清洗；S2、在Al₂O₃陶瓷基片上溅射Pd层；S3、在Ti基片上先后溅射Mo层与Pb层；S4、将步骤S2中溅射Pd层后的Al₂O₃陶瓷母材与步骤S3中溅射Mo/Pd双金属层后的Ti母材均进行焊前预烧，预烧一段时间后冷却至室温；S5、将步骤S3制备的Al₂O₃陶瓷母材含有Pd层的一面与步骤S4制备的Ti母材含有Mo/Pb双金属层的一面相对设置，并在中间加入Au层，再进行真空加热，加热的同时施加一定的连接压力，加热一段时间后，冷却至室温。本发明有效阻挡了Ti与Au钎料之间的不良反应，连接头参与应力小，接头气密性和强度高。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种具有生物相容性的Al₂O₃/Ti扩散连接方法。

背景技术

Al₂O₃陶瓷具有高密度、高纯度、高强度及良好的耐蚀性、生物相容性、耐磨性等一系列优良的性质，这使其很早便成功应用于骨科和齿科的植入，成为最早实现广泛临床应用的生物陶瓷，但其不足之处在于加工困难。相比于Al₂O₃陶瓷，高纯度的Ti具有良好的塑性及韧性、较高的比强度及高温强度等优点，且Ti同样具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，在生物材料领域占据重要地位，主要用于口腔修复以及负荷较小部位的骨替换。故找到合适的连接方法实现两者之间的连接，并使得连接器件满足生物兼容性的条件是当下所面对的最大挑战。

目前，陶瓷和金属之间常用的连接方法有钎焊、扩散焊、瞬时液相反应连接、自蔓延反应连接、熔焊和搅拌摩擦焊等，其中以钎焊和扩散焊为主。但是，对Al₂O₃/Ti连接件在生物医学领域的应用研究较少，对具有生物相容性的金属钎料的研究也并不充分。Pd基和Au基贵金属钎料是目前常用的生物相容性钎料。有研究者分别以Pd和Au为中间层实现了氧化锆陶瓷与金属Ti的可靠连接。但是Au钎料易与Ti发生反应生成金属间化合物，对连接接头气密性及强度不利。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种具有生物相容性的Al₂O₃/Ti扩散连接方法，包括以下步骤：

S1、将Al₂O₃陶瓷母材与Ti金属母材分别制成基底，将所述Al₂O₃陶瓷基底与所述Ti基底分别进行打磨并抛光，之后均放置于丙酮溶液中均进行超声清洗；

S2、在所述Al₂O₃陶瓷基底上溅射Pd层；

S3、在所述Ti基底上先溅射Mo层，再溅射Pb层，形成Mo/Pd双金属层；

S4、将所述步骤S2中溅射Pd层后的所述Al₂O₃陶瓷母材与所述步骤S3中溅射Mo/Pd双金属层后的所述Ti母材均进行焊前预烧，预烧一段时间后冷却至室温；

S5、将所述步骤S3制备的所述Al₂O₃陶瓷母材含有所述Pd层的一面与所述步骤S4制备的所述Ti母材含有所述Mo/Pb双金属层的一面相对设置，并在中间加入Au层，再进行真空加热，加热的同时施加一定的连接压力，加热一段时间后，冷却至室温。