[发明专利]一种金属粉末在医用材料领域的应用

说明书

本发明涉及一种金属粉末的制造方法及其应用。为了提高医用镁合金材料的耐腐蚀性能，本发明通过热喷涂工艺在其表面形成了ZrTiFeAlY复合涂层。研究表明，ZrTiFeAlY复合涂层可以显著提高医用镁合金的耐腐蚀能力，其中，稀土元素Y有利于提高复合材料的生物相容性，但是过量的稀土元素将导致复合材料的耐腐蚀性能下降。另外，相比于传统地直接将金属元素粉末混合进行热喷涂，本发明选用雾化制粉法制备的热喷涂粉末原料更有利于提高复合涂层的综合性能。

技术领域

本发明涉及金属粉末制造领域，具体涉及一种金属粉末的制造方法及其应用。

背景技术

目前，广泛应用于临床的金属植入材料包括不锈钢、钴铬合金、钛合金以及镁合金。其中，镁合金具有良好的力学相容性，有高的比强度和比刚度，且密度接近自然骨，其弹性模量为41-45GPa，更接近于人骨的弹性模量，可有效缓解应力遮挡效应，促进骨的生长和愈合并防止发生二次骨折，并且，镁合金成本低廉，储量丰富，所以，医用镁合金成为了医学领域的研究热点。

然而，镁的标准电极电位很低，易腐蚀，且P-B为0.8，无法生成有效的保护性氧化膜，特别是体液中的Cl^-会加速镁合金的腐蚀，较快的降解速率导致植入材料在机体未痊愈之前就已经发生了严重的腐蚀，降低了材料的力学性能和稳定性，使材料失效。有鉴于此，如何提高医用镁合金的耐腐蚀性能是当下急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种金属粉末的制造方法，并通过热喷涂工艺将金属粉末喷涂于医用镁合金表面以提高其耐腐蚀性能。

一种金属粉末的制造方法，包括以下步骤：

将锆粉、钛粉、铁粉、铝粉和钇粉按照重量比准确称量，放入熔炼炉中，在1900℃-2000℃下进行熔炼；

将获得的金属熔融物导入预热的中间包内；

使金属熔融物从中间包的喷嘴流出，在高压惰性气体的保护下，通过雾化制粉法得到金属粉末材料；

通过筛分获得粒径介于50μm到150μm的粉末材料。

优选地，所述锆粉、钛粉、铁粉、铝粉和钇粉的重量比为60∶10∶10∶10∶5-20。

进一步地，本发明还提供了一种金属粉末的应用，所述金属粉末由上述制造方法制备而得，并且，选用热喷涂工艺将金属粉末喷涂于医用材料表面形成ZrTiFeAlY复合涂层。

优选的，所述医用材料为医用镁合金。

优选的，所述热喷涂工艺为等离子喷涂。

优选的，所述等离子喷涂的工艺条件为：喷涂电压60-80V，喷涂电流350-400A，喷涂距离50-60mm，送粉速率30-35r/min。

优选的，所述等离子喷涂的工艺条件为：喷涂电压80V，喷涂电流400A，喷涂距离50mm，送粉速率30r/min。

为了提高医用镁合金材料的耐腐蚀性能，本发明通过热喷涂工艺在其表面形成了ZrTiFeAlY复合涂层。研究表明，ZrTiFeAlY复合涂层可以显著提高医用镁合金的耐腐蚀能力，其中，稀土元素Y有利于提高复合材料的生物相容性，但是过量的稀土元素将导致复合材料的耐腐蚀性能下降。另外，相比于传统地直接将金属元素粉末混合进行热喷涂，本发明选用雾化制粉法制备的热喷涂粉末原料更有利于提高复合涂层的综合性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。

实施例1