[发明专利]一种医用TiMoCu合金及其制备方法

说明书

一种医用TiMoCu合金及其制备方法，属于医用钛合金及其制备方法领域；医用TiMoCu合金由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝(100‑x‑y)∶x∶y，x＝10～20，y＝5～20；其致密度为98.5～99.9％；制备方法：1)将商用Ti粉、商用Mo粉和商用Cu粉，按配比混合均匀得混合物；2)将Ti粉Mo粉Cu粉混合物，压制成设定形状的坯料；3)将坯料置于模具中，在真空下，以≤10℃/min的速度加热至1150～1200℃，保温4～6h；再持续加压5～30MPa，2～4h后，随炉冷却至室温，制得医用TiMoCu合金；本发明制备的医用TiMoCu合金，用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。

技术领域

本发明属于医用钛合金及其制备方法领域，特别涉及一种医用TiMoCu合金及其制备方法。

背景技术

因为伤病等原因，某些人需要进行人体硬组织的替换与修复，在金属、陶瓷、高分子材料中，医用金属材料的应用最广泛。但传统医用金属如不锈钢、钴铬合金的弹性模量明显高于人体密质骨的弹性模量，而且所含有的镍、铬等元素的生物相容性不佳。另外，金属植入物因为消毒不彻底会发生细菌感染等问题。据报道，铜对细菌中的军团菌、金黄色葡萄球菌等有显著抑制作用。而本发明涉及的新型钛合金选用生物相容性好的钛、钼和铜元素，其较低的弹性模量与人体密质骨的弹性模量接近，具有较高的屈服强度和疲劳强度和较好的塑性，对军团菌、金黄色葡萄球菌等有持续抑制作用，可用于人体硬组织的替换。如果采用传统的熔炼铸造技术来制备TiMoCu合金，会产生成分和组织偏析等问题从而影响其性能的均匀性，而且工艺过程复杂。本发明涉及的粉末冶金方法是在均匀混合的粉末基础上，利用加压烧结技术来制备TiMoCu合金，其成分和组织以及性能均匀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种医用TiMoCu合金及其制备方法，是一种具有良好的生物相容性和持续抗菌性的医用TiMoCu合金及其粉末冶金制备方法。

本发明的医用TiMoCu合金，由Ti、Mo和Cu元素组成；按质量比Ti∶Mo∶Cu＝(100-x-y)∶x∶y，x＝10～20，y＝5～20；其致密度为98.5～99.9％。

上述的医用TiMoCu合金，用于牙根或骨骼替换，对军团菌和金黄色葡萄球菌有持续抑制作用。

本发明的医用TiMoCu合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，备料：

将Ti粉、Mo粉和Cu粉，按质量比Ti∶Mo∶Cu＝(100-x-y)∶x∶y，混合均匀制得Ti粉Mo粉Cu粉混合物，备用；其中，x＝10～20，y＝5～20，Ti粉、Mo粉和Cu粉的平均粒度分别≤150微米；

步骤2，压制成坯：

将Ti粉Mo粉Cu粉混合物，压制成设定形状的坯料，备用；

步骤3，真空烧结：

(1)将坯料置于模具中，在真空下烧结，以≤10℃/min的速度加热至1150～1200℃，保温4～6h；

(2)保持真空和温度恒定不变，持续加压2～4h后，随炉冷却至室温，制得医用TiMoCu合金；其中，压力为5～30MPa。

上述的用TiMoCu合金及其制备方法，其中：

所述步骤1中，原料采用商用Ti粉、商用Mo粉和商用Cu粉。

所述步骤1中，混合均匀的方法为：将Ti粉、Mo粉和Cu粉，在混料器中混合20～24h。

所述步骤2中，将混合物在钢制模具中压制成坯。

所述步骤2中，压制成型的压强为60～90MPa。

所述步骤3中，在真空烧结炉中进行。