[发明专利]钛或钛合金表面耐磨抑菌生物活性陶瓷膜制备方法及应用

权利要求书

1.一种钛或钛合金表面耐磨抑菌生物活性陶瓷膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)化学钝化：钛或钛合金表面经喷砂处理后，在钝化液中进行化学钝化；

(2)正向方波脉冲微弧氧化：在电解液1中、在正向方波脉冲电压下进行钛或钛合金表面致密硬质陶瓷膜的制备；所述电解液1为水溶液，其组成如下：

致密硬质陶瓷膜制备过程中，电解液温度20～50℃，电源模式为正向方波脉冲，氧化终电压300～350V，氧化时间5～10分钟，电流密度0.5～2A/dm²，频率200～1000Hz，占空比0.3～0.8；

(3)正、反方波脉冲微弧氧化：在电解液2中、在正反向方波脉冲电压下在致密硬质陶瓷膜表面进行含Zn、Ca和P的多孔抑菌生物活性功能陶瓷膜的制备；所述电解液2为水溶液，其组成如下：

多孔抑菌生物活性功能陶瓷膜制备过程中，电解液温度20～50℃，电源模式为正反方向方波脉冲，正向氧化终电压400～550V，负向氧化终电压50～100V；氧化时间10～30分钟，电流密度1～3A/dm²，频率200～1000Hz，正负占空比(0.3～0.6)∶(0.5～0.2)。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述致密硬质陶瓷膜厚度为5～10μm，致密硬质陶瓷膜的孔隙率为5～10％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多孔抑菌生物活性功能陶瓷膜厚度为10～15μm，多孔抑菌生物活性功能陶瓷膜的孔隙率为30～60％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；所述钙盐为氯化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、柠檬酸钙或乳酸钙；所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸二氢钠、偏磷酸钠或聚磷酸钠；所述锌盐为氯化锌或硝酸锌；所述络合剂为EDTA或EDTA₂Na。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钝化液为有机酸与氢氟酸、硝酸、硫酸中的一种或两种混合而成溶液，有机酸为柠檬酸、酒石酸、草酸或苯甲酸；所得钝化膜厚度为1～2μm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述氢氟酸是体积浓度为40％的氢氟酸；硝酸是体积浓度为70％的硝酸；硫酸是体积浓度为95％的硫酸；钝化液中有机酸的加入量为4～10g/L，与有机酸相混合的氢氟酸、硝酸、硫酸中的一种或两种的加入量为5～15mL/L。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：微弧氧化过程中，对溶液进行搅拌以提高微弧氧化陶瓷膜的生长速度与表面质量。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述喷砂处理：喷料为硅砂，硅砂粒度0.2～1mm，压缩空气强度0.2～0.5MPa；喷砂处理后基体表面粗糙度Ra3.0～6.5μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)前将钛或钛合金基体材料切割打磨后，在丙酮溶液中用超声波清洗除油。

10.一种用权利要求1-9任一所述方法制备的钛或钛合金表面耐磨抑菌生物活性陶瓷膜的应用，其特征在于：该陶瓷膜施加于已加工成型的牙种植体使其表面产生一层耐磨抑菌生物活性陶瓷膜；该种植体与骨结合时间为15～20天。