[发明专利]一种选区激光熔化TC4合金基复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种选区激光熔化TC4合金基复合材料的制备方法，包括如下步骤：采用酸性溶液对选区激光熔化TC4合金进行腐蚀处理，得到表面腐蚀合金；在所述表面腐蚀合金的表面进行镀膜处理，得到表面为镍铬钼合金镀层的选区激光熔化TC4合金基复合材料。本发明先对选区激光熔化TC4合金进行腐蚀处理，能够去除其表面的夹杂物和应力层，再进行表面镀膜处理，得到表面为镍铬钼合金镀层的选区激光熔化TC4合金基复合材料，其中，合金镀层中的镍和铬元素对氧亲和性较大，显著改善了内生氧化膜的性质，促进TC4合金和陶瓷的化学结合；钼元素作为表面活性剂，改善了镀层的表面质量，进一步提高了TC4合金和陶瓷的物理和化学结合力。

技术领域

本发明属于生物合金技术领域，具体涉及一种选区激光熔化TC4合金基复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

TC4合金(Ti-6Al-4V)生物相容性非常好，具有弹性模量低，屈服强度高，比强度大等良好的综合力学性能，且不含对人体有害的镉元素与铍元素，被广泛应用在口腔修复领域，如口腔支架，修复体，烤瓷冠桥等。通常采用数控切削的方法来加工TC4合金修复体，但由于TC4合金导热性能差，在切削时发热严重损伤刀具，提高了加工的成本。同时数控切削技术原材料浪费较大，进一步提高了生产成本。选区激光熔化技术(SLM)属于金属3D打印技术的一种，它以三维数字模型为基础，直接制造任意形状三维实体的技术。在口腔修复领域中，选区激光熔化技术使口腔修复变得个性化，可以轻松满足不同患者的需求。因此选区激光熔化技术制备的TC4合金口腔修复体已经广泛应用到口腔修复领域。

选区激光熔化TC4合金用于牙体和牙列缺损修复时需要在其表面上覆盖与天然牙外观上相似的瓷粉，经过烤瓷烧结形成烤瓷修复体。这种修复体具有天然牙外观和金属基底良好的理化性能。目前，选区熔化TC4合金已成为国内外对牙体、牙列缺损修复的主要方式之一，但其在实际临床应用中容易出现崩瓷，瓷剥落等现象，这严重限制了其在口腔修复领域的进一步应用。这主要是因为选区激光熔化TC4合金表面可能存在孔洞等缺陷，这会引入一些夹杂物，在后续烤瓷时产生气体，造成崩瓷和裂瓷。同时陶瓷在TC4合金界面的润湿性较差，化学结合力较低，这也会降低金瓷结合强度。因此如何提高选区激光熔化TC4合金与陶瓷的结合性能成为本领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种选区激光熔化TC4合金基复合材料及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法制备得到的复合材料能够提高与陶瓷的结合性能，以保证选区激光熔化TC4合金在实际临床使用过程中不会出现崩瓷，瓷断裂。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种选区激光熔化TC4合金基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用酸性溶液对选区激光熔化TC4合金进行腐蚀处理，得到表面腐蚀合金；

(2)在所述步骤(1)得到的表面腐蚀合金的表面进行镀膜处理，得到表面为镍铬钼合金镀层的选区激光熔化TC4合金基复合材料。

优选地，所述步骤(1)中酸性溶液为盐酸和氢氟酸的混合溶液。

优选地，所述酸性溶液中盐酸的浓度为5～10wt.％，氢氟酸的浓度为1～2wt.％。

优选地，所述步骤(2)中镀膜处理采用磁控溅射的方法。

优选地，所述磁控溅射的功率为3～4KW，所述磁控溅射的工作电压为900～1000V，所述磁控溅射的工作电流为0.05～0.1A。

优选地，所述步骤(2)中镀膜处理的温度为300～350℃。

优选地，所述步骤(2)的镍铬钼合金镀层中镍含量为69.5～70.5wt.％，铬含量为24.5～25.5wt.％，余量为钼。

优选地，所述步骤(2)中的镍铬钼合金镀层的厚度为500～800nm。