[发明专利]一种定取向超细晶纯钛及其制备方法

说明书

本发明提供了一种定取向超细晶纯钛，属于先进结构材料技术领域，所述超细晶纯钛的晶粒尺寸为0.2μm～3μm，平均尺寸为0.9μm，所述超细晶纯钛的晶体取向一致，均为[0001]取向。所述纯钛具有超细晶结构，且超细晶表现为单一取向，具有更高的强度和塑性，可用于生物植入体和医疗器械结构。明还提供了一种定取向超细晶纯钛的制备方法。

技术领域

本发明属于先进结构材料技术领域，特别涉及一种定取向超细晶纯钛及其制备方法。

背景技术

纯钛作为重要的生物医用材料之一，具有优异的生物相容性和抗体液环境腐蚀性。作为一种纯金属材料，相较于钛合金而言，既没有V、Al、Cr、Co等有毒金属离子对人体造成的副作用，也没有Nb、Ta、Mo等合金元素造成的高额成本。现有纯钛迫于强度原因，大大限制了纯钛的医学应用。为了解决现有纯钛低强度的问题，构造超细晶纯钛势在必行。

经过材料人几代的发展，现有超细晶材料制备多采用剧烈塑性变形的方式，包括转通道挤压、轧制和锻压等。然而，对于难变形金属钛而言，剧烈塑性变形构造的超细晶结构晶粒取向不容易控制、加工也困难。

发明内容

为了解决现有纯钛晶粒尺寸和晶粒取向难以控制的问题，本发明提供了一种定取向超细晶纯钛，所述纯钛具有超细晶结构，且超细晶表现为单一取向。

本发明还提供了一种定取向超细晶纯钛的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种定取向超细晶纯钛，所述超细晶纯钛的晶粒尺寸为0.2μm～3μm，平均尺寸为0.9μm，所述超细晶纯钛的晶体取向一致，均为[0001]取向。

基于同一发明构思，本申请还提供一种定取向超细晶纯钛在制备生物医用材料中的用途。

基于同一发明构思，本申请还提供一种定取向超细晶纯钛的制备方法，所述制备方法包括：

对初始纯钛板进行热处理，得到组织均匀的纯钛板；

对所述组织均匀的纯钛板进行抛光处理，得到光滑纯钛板；

对所述光滑纯钛板进行线性摩擦焊处理，后进行水冷处理，得到定取向超细晶纯钛。

进一步的，所述对初始纯钛板进行热处理，得到组织均匀的纯钛板，具体包括：

对初始纯钛板进行热处理，热处理温度为500℃～600℃，热处理时间为2h～6h，热处理完毕后空冷，得到组织均匀的纯钛板。

进一步的，所述对所述组织均匀的纯钛板进行抛光处理，得到光滑纯钛板，具体包括：

对所述组织均匀的纯钛板进行抛光处理，抛光处理方式为机械抛光，机械抛光结束后通过超声振动清洗以去除表面油污，得到光滑纯钛板。

进一步的，所述对所述光滑纯钛板进行线性摩擦焊处理，后进行水冷处理，得到定取向超细晶纯钛，具体包括：

对两块所述光滑纯钛板进行线性摩擦焊处理，线性摩擦焊处理的顶锻压力为20～100MPa，焊接频率为10～200Hz，焊接时间为2～8s，后进行水冷处理，得到定取向超细晶纯钛。

进一步的，所述后进行水冷处理，得到定取向超细晶纯钛，具体包括：

线性摩擦焊处理完毕后，以冰水混合物作为冷却液对线性摩擦焊处理部位进行水冷处理，线性摩擦焊处理部位的纯钛即为定取向超细晶纯钛。

基于同一发明构思，本申请还提供一种定取向超细晶纯钛的制备方法在制备生物医用材料中的用途。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：