[发明专利]一种在钴铬钼合金骨架上沉积钽金属涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种在钴铬钼合金骨架上沉积钽金属涂层的制备方法，包括以下内容：对钴铬钼合金骨架进行表面处理、清洗并干燥；将钴铬钼合金骨架置于沉积室中，并将钽金属粉末放于氧化室中，对沉积室和氧化室抽真空后升温；分别向氧化室和沉积室中通入氯气和氨气，反应生成前驱体五氯化钽气体，由于压强的作用，五氯化钽气体从氧化室流动到沉积室中，与沉积室中的氢气发生还原反应形成钽，钽金属沉积在钴铬钼合金骨架的表面；反应结束后，停止通入氯气，反应过程中产生的尾气通入高浓度氢氧化钠溶液进行尾气处理。解决了现有利用钴铬钼合金制作人工关节在体内引发组织炎症，导致其在人体内的松动率较高的问题。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种在钴铬钼合金骨架上沉积钽金属涂层的制备方法。

背景技术

目前医用金属材料以不同的形式被广泛的应用于骨科临床医学，与传统的医用无机非金属材料(生物陶瓷、生物玻璃等)相比，医用金属材料具有更优异的力学性能(强度、韧性、抗疲劳性能)和优异的加工成型的能力。人体的骨骼或者关节一但遭遇损伤，如粉碎性骨折、关节破裂等，就需要借助于植入物来进行修复。作为医学工程材料，这些人体骨骼植入物需要满足以下性能要求：(1)高强度和优异的综合力学性能，能承受人体在各种运动状态下的冲击和重量；(2) 具有生物相容性；(3)无细胞毒性；(4)耐腐蚀，能耐人体组织液的腐蚀；(5) 耐磨损。

医用钴铬钼合金具有良好的力学性能、耐磨损性能，其弹性模量不随强度的变化而变化，生物相容性好，可用于人体内人工关节、人工骨及骨科内外固定件的制造。在医用金属中钴铬钼合金具有较高的耐磨损性能，但其制作的人工关节由于金属磨损，颗粒在体内引发组织炎症，导致其在人体内的松动率较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种在钴铬钼合金骨架上沉积钽金属涂层的制备方法，以解决现有利用钴铬钼合金制作人工关节在体内引发组织炎症，导致其在人体内的松动率较高的问题。

本发明采用以下技术发明：一种在钴铬钼合金骨架上沉积钽金属涂层的制备方法，包括以下内容：

将钴铬钼合金骨架置于沉积室中，并将钽金属粉末放于氧化室中，对沉积室和氧化室抽真空后升温；

待温度稳定后，分别向氧化室和沉积室中通入氯气和氨气，沉积室中的氨气分解成氮气和氢气，氧化室中的氯气与金属钽粉末反应生成前驱体五氯化钽气体，由于压强的作用，五氯化钽气体从氧化室流动到沉积室中，与沉积室中的氢气发生还原反应形成钽，钽金属沉积在钴铬钼合金骨架的表面；

反应结束后，停止通入氯气，将反应过程中产生的尾气通入高浓度氢氧化钠溶液进行尾气处理。

进一步的，钽金属粉末的纯度99.99％，粒径在48～150μm。

进一步的，在将钴铬钼合金骨架放置到沉积室之前，先用酒精超声清洗钴铬钼合金骨架10～30min，干燥温度为80～100℃，干燥时间为30～60min。

进一步的，钴铬钼合金骨架的抗拉强度为700～1350MPa，屈服强度为 500～900MPa，延伸率可以达到8％～10％，弹性模量为220～234GPa。

进一步的，钽金属粉末的纯度99.99％，粒径在48～150μm。

进一步的，升温速率为3～8℃/min，沉积温度设置为800～1400℃。

进一步的，氯气和氨气的纯度大于99.99％，其中氯气的流量为50～150ml/min，氨气的流量为400～1000ml/min。

进一步的，沉积时间为30～200min。

本发明采用的第二种技术方案是，一种具有钽金属涂层的钴铬钼合金骨架，包括钴铬钼合金骨架，钴铬钼合金骨架上设有钽金属涂层。