[发明专利]一种复合材料组合物、钛合金制品及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合材料组合物、钛合金制品及其制备方法，按质量百分比计，复合材料组合物包括以下的组分：Ti 24％～85.98％、Nb 10～50％、稀土氧化物2～15％和第一组分；按质量百分比计，所述第一组分包括Zr 1～10％、Fe 0.01～0.5％及Si 0.01～0.5％中的至少一种。采用上述特定比例的多种成分复合制备得到的钛合金制品，强度和硬度得到了提高，可制备出具有高强度的3D打印钛合金材料。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，特别是涉及一种复合材料组合物、钛合金制品及其制备方法。

背景技术

3D打印是在激光熔覆和快速原型技术基础上发展起来的，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。目前3D打印已经广泛应用于制造业，航天工业等领域。3D打印在生物医学领域的应用目前多以制造解剖模型、外科器械、植入体和假体为主。

3D打印在生物领域的应用由于被打印材料的特殊性，特别是其中涉及细胞、凝胶等等生物材料，对与这些材料接触的打印器具表面的兼容性、生物相容性、长期物理化学稳定性等提出了更高的要求。

钛合金材料具有强度高、密度小、机械性能好、高韧性、生物相容性优异及耐蚀性好能被广泛应用于医学植入体领域。目前用于市面上的3D打印钛合金主要以Ti₆Al₄V为主，该合金主要通过组织中同时存在的α和β相来提升材料的强度和延伸率。但是由于Al、V元素对人体存在一定的毒性，因此目前市场上尽量避免Ti₆Al₄V合金用于生物医疗领域。且采用该合金材料制备的合金制品力学性能欠缺，不能满足实际需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种复合材料组合物，该复合材料用于3D打印钛合金材料中，能够提升合金的力学性能且延伸性优良，满足使用要求。

一种复合材料组合物，按质量百分比计，包括以下的组分：Ti 24％～85.98％、Nb10～50％、稀土氧化物2～15％和第一组分；按质量百分比计，所述第一组分包括Zr 1～10％、Fe 0.01～0.5％及Si 0.01～0.5％中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述钛合金制品的制备原料包括以下的组分：Ti 24％～85.98％、Nb 10～50％、稀土氧化物2～15％和第一组分；按质量百分比计，所述第一组分包括Zr 1～10％、Fe 0.01～0.5％及Si 0.01～0.5％中的至少一种。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述钛合金制品的制备原料包括以下组分：Ti 56％～72.98％、Nb 20～30％、稀土氧化物3～6％和第一组分；按质量百分比计，所述第一组分包括Zr 5～7％、Fe 0.01～0.05％及Si 0.01～0.05％中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述稀土氧化物包括La₂O₃、Ce₂O₃、Pr₆O₁₁中的至少一种；优选地，按质量百分比计，所述稀土氧化物包括La₂O₃1～5％、Ce₂O₃1～5％、Pr₆O₁₁1～5％中的至少一种。

在其中一个实施例中，按质量百分比计，所述钛合金制品的制备原料包括以下的组分：Ti 24％～85.98％、Nb 10～50％、La₂O₃1～5％、Ce₂O₃1～5％、Pr₆O₁₁1～5％和第一组分；按质量百分比计，所述第一组分包括Zr 1～10％、Fe 0.01～0.5％和Si 0.01～0.5％。

在其中一个实施例中，所述钛合金制品为医用钛合金制品。