[实用新型]一种医用高熵合金复合强化层及其制备装置

说明书

本实用新型适用于表面改性技术领域和生物医疗材料及制备技术领域，提供了一种医用高熵合金复合强化层及其制备装置。该高熵合金复合强化层是通过等离子固态表面冶金技术沉积于金属基材表面的高熵合金沉积层，制备装置，包括等离子固态表面冶金设备，所述等离子固态表面冶金设备具有连接于炉体的阳极罩，所述炉体内设置有辅助源极桶，所述辅助源极桶内还悬挂有金属基材，所述辅助源极桶的内侧设置有20～200个用于通过等离子固态表面冶金方式沉积于金属基材的高熵合金源极靶材。本实用新型所提供的一种医用高熵合金复合强化层及其制备装置，利用等离子固态表面冶金技术的结合力强、表面改性效率高、成本低。

技术领域

本实用新型属于生物医疗材料及制备技术领域，尤其涉及一种医用高熵合金复合强化层及其制备装置。

背景技术

目前，临床应用常见的骨修复金属材料有钛、钛合金、不锈钢、镁合金和钴铬合金等，其中钛和钛合金因具有良好的生物相容性、力学强度和抗腐蚀能力而被广泛应用于硬组织植入体的制造。但是，因钛和钛合金本身存在生物惰性，导致植入体的表面容易被纤维结缔组织包裹，无法与骨组织形成良好的结合，从而引发植入体的松动，致使临床手术失败率较高。

另外，由于钛和钛合金与骨的热膨胀系数存在较大差异，也会造成结合不稳定。同时，植入体在人体内服役工况非常恶劣，体内环境中富含各种离子、含氧量充足，在摩擦过程的复合作用下，植入体易受磨损和腐蚀。

表面改性技术能够基于机械、物理、化学等方法来改变钛和钛合金植入体表面氧化膜的结构、化学成分等，从而进一步地提高其生物相容性、生物活性、耐磨性和耐腐蚀性等。因此，不同的钛和钛合金表面改性技术被提出，来满足临床应用需求。

近年来针对医用钛和钛合金的表面改性技术发展迅速，如阳极氧化法、微弧氧化法、电泳沉积法、热氧化法、离子注入法、气相沉积法、溶胶凝胶法和喷砂酸蚀法等方法，使得医用钛和钛合金的生物活性、生物相容性、耐磨及耐蚀性能取得重大进步，但医用钛和钛合金的表面改性技术仍存在一些不足，主要为涂层与基体结合强度不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种医用高熵合金复合强化层及其制备装置，其高熵合金的耐磨性、耐腐蚀性、稳定性和生物相容性佳。

本实用新型的技术方案是：一种医用高熵合金复合强化层，包括金属基材，还包括通过等离子固态表面冶金方式沉积于所述金属基材表面的高熵合金沉积层。

可选地，所述高熵合金沉积层的厚度为10μm至20μm。

可选地，所述高熵合金沉积层的厚度为15μm。

本实用新型还提供了一种用于制备医用高熵合金复合强化层的制备装置，包括等离子固态表面冶金设备，所述等离子固态表面冶金设备具有连接于炉体的阳极罩，所述炉体内设置有辅助源极桶，所述辅助源极桶内还悬挂有金属基材，所述辅助源极桶的内侧设置有20～200个用于通过等离子固态表面冶金方式沉积于金属基材的高熵合金源极靶材；所述制备装置还包括源极脉冲电源装置，所述源极脉冲电源装置具有第一路电源和第二路电源，所述第一路电源的负极通过工件阴极架连接于所述金属基材，所述第二路电源的负极通过工作盘、辅助源极桶连接于所述高熵合金源极靶材，所述第一路电源的正极、所述第二路电源的正极均连接于所述阳极罩。

可选地，所述制备装置还包括连接于等离子固态表面冶金设备且用于对炉体进行抽真空的抽真空装置。

可选地，所述制备装置还包括连接于等离子固态表面冶金设备且用于对炉体进行通入设定气体的通气装置。

可选地，所述制备装置还包括连接于等离子固态表面冶金设备且用于对所述金属基材进行测温的红外测温装置。

可选地，所述辅助源极桶的侧壁预设有多个用于供所述高熵合金源极靶材穿过的穿孔。