[发明专利]梯度生物活性陶瓷涂层材料、宽带激光制备法及产品应用

权利要求书

1.一种梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，按照重量百分比计算：该涂层由60～0％的钛粉与40～100％的复合陶瓷粉制备而成；其中复合陶瓷粉由72～80％重量百分比的CaHPO₄·2H₂O与20～28％重量百分比的CaCO₃混合得到的陶瓷粉再加入0.4～0.8％重量百分比的稀土氧化物：CeO₂、La₂O₃或Y₂O₃组成；其特征在于：将陶瓷粉和稀土氧化物：CeO₂、La₂O₃或Y₂O₃混合，研磨3小时，再与钛粉混合研磨3小时，使之充分混合，得到涂层粉末材料；将配好的涂层粉末材料与粘结剂混合，然后将其预压在钛合金TC4的表面，预压的涂层厚度为0.4～0.6mm；采用宽带激光熔覆工艺：输出功率P＝2.1～2.9kW，扫描速度V＝120～200mm/min，光斑尺寸D＝16～30mm×1～4mm；首先在钛合金TC4表面熔覆第一梯度层，清理表面残渣，洗净试样表面，再将制备好的涂层粉末材料预压在钛合金TC4的表面，熔覆第二梯度层，再清理表面残渣，洗净试样表面，然后将制备好的涂层粉末材料预压在钛合金TC4的表面熔覆第三梯度层，最终在钛合金TC4表面制得梯度生物活性陶瓷涂层；预压在钛合金TC4表面第一梯度层的涂层粉末材料是：60％重量百分比的钛粉与40％重量百分比的复合陶瓷粉组成的，第二梯度层的涂层粉末材料是：30％重量百分比的钛粉与70％重量百分比的复合陶瓷粉组成的，第三梯度层的涂层粉末材料是：100％的复合陶瓷粉组成的。

2.按照权利要求1所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，其特征在于：所述的钛粉为20～80μm，复合陶瓷粉为30～50μm，稀土氧化物为1～5μm。

3.按照权利要求1所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，其特征在于：复合陶瓷粉是由78％重量百分比的CaHPO₄·2H₂O与22％重量百分比的CaCO₃混合得到的陶瓷粉再加入0.6％重量百分比的稀土氧化物组成的。

4.按照权利要求1或2所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，其特征在于：所述的钛粉为40μm，复合陶瓷粉为36μm，稀土氧化物为4μm。

5.按照权利要求1所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，其特征在于：所用的粘结剂为1～5毫升的大豆醇酸；涂层粉末材料预压的压力为50kg/cm²，预压的涂层厚度为0.5mm；激光熔覆所用设备为TJ-HL-5000型5kW CO₂激光器、TJ-LTM-VI型五坐标三轴联动激光加工数控机床和JKF-6型激光宽带扫描转镜。

6.按照权利要求1或5所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法，其特征在于：宽带激光熔覆工艺参数为：输出功率P＝2.5kW，扫描速度V＝150mm/min，光斑尺寸D＝16mm×2mm。

7.如权利要求1-6中任一项所述的梯度生物活性陶瓷涂层的宽带激光制备方法制备得到的梯度生物活性陶瓷涂层。