[发明专利]一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法

权利要求书

1.一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于，所述的方法通过等离子喷涂技术在钛基金属表面制备高活性钽金属涂层，再使用激光辐照技术将钽涂层进行辐照处理，使其吸收激光能量产生熔融、蒸发、等离子体膨胀及相应的冷却过程，从而形成由凹槽、冷却物堆积堆叠形成的微纳多级结构，最终制备出具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层，以提高涂层的蛋白吸附能力及生物活性；具体包括以下步骤：

S1)、将钛基金属表面喷砂处理后，以高生物活性的钽粉为原料，使用等离子喷涂技术在钛基金属表面制备高活性钛基钽涂层；

S2)、将高活性钛基钽涂层材料表面进行激光辐照处理，此时钛基钽涂层表面吸收激光能量在空气氛围下发生熔融和冷却，生成凹槽和熔融材料堆积区，同时还会生成蒸汽和等离子体膨胀的羽流向空气中逸散，并快速冷却形成纳米级颗粒堆叠在涂层表面，最终形成由凹槽，熔融材料堆积及快冷颗粒堆叠等组成的微纳米多级结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，所述喷砂处理是指使用Al₂O₃粉末对钛基材料表面进行喷砂预处理，为后续等离子喷涂处理做准备。

3.根据权利要求1所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，所述高活性钽粉原料为球形纯度≥99.5％的钽粉，其规格为45-105μm。

4.根据权利要求1所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，所述等离子喷涂技术是指使用大气等离子设备，以氩气为运载气体，氢气为还原气体，将钽粉颗粒在喷枪中被等离子电弧迅速加热熔融并获得较高速度，并被气体冲击到基体表面，形成涂层。

5.根据权利要求1所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，所述等离子喷涂制备钛基钽涂层的条件为：等离子体气体的流量为35～45L/min的氩气和流量为7～15L/min的氢气，送粉速率20-30g/min，功率15-35kW，优选为20-30kW，喷涂距离70-150mm，优选为90-130mm，涂层厚度为100-300μm，优选为150-250μm。

6.根据权利要求1所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S2)中，所述激光辐照处理是指采用激光器在聚焦后对钛基钽涂层表面进行辐照处理，使其在吸收激光能量后发生熔融、蒸发，并在冷却后堆积堆叠形成微纳多级结构。

7.根据权利要求6所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S2)中，所述激光辐照处理是指采用激光器对材料进行辐照，所述激光器为光纤激光器、气体激光器、固体激光器或半导体激光器。

8.根据权利要求7所述的一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法，其特征在于：步骤S2)中，所述激光辐照处理的条件为辐照间隔为10μm，辐照扫描速度为80-120mm/s，激光功率为5-20w。