[发明专利]一种纳米金刚石增强钛基复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种纳米金刚石增强钛基复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料主要是由纳米金刚石和基体钛所制成，其中所述纳米金刚石作为增强相，均匀分散在金属钛的基体中起到弥散强化作用。本发明还公开了所述纳米金刚石增强钛基复合材料的制备方法和应用。相对于现有技术，本发明克服了现有纯钛材料力学性能差以及碳纳米管或石墨烯增强钛基复合材料细胞毒性大的缺陷，所得纳米金刚石增强钛基复合材料具有较高的硬度强度和塑性，以及良好的生物相容性。本发明的产品可以应用于生物医学领域，尤其是骨科、牙科等硬组织的修复与替换。

主权项

一种纳米金刚石增强钛基复合材料，其特征在于，其主要是由纳米金刚石和基体钛所制成；其中，所述纳米金刚石作为增强相，均匀分散在基体钛的基体中；以质量比计，所述纳米金刚石的添加比例为基体钛质量的0.1％‑0.5％；所述复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)液相化学混合：取纳米金刚石粉末，加入无水乙醇和1‑10.0％质量比的十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，先后通过超声波振荡仪与针状振荡仪振荡，先超声波振荡10‑120min，然后加入基体钛颗粒，再振荡10‑120min，得到混合的纳米金刚石与基体钛的溶液；(2)球磨机械混合：将步骤(1)所得产品按球料比为4:1‑20:1的比例置于球磨罐中，在球磨机上以50‑400r/min的转速，交替正反转，球磨4‑6小时；(3)干燥：将球磨混合好的混合粉末抽真空干燥1‑10小时，干燥温度为40‑120℃，完全干燥后用100‑400目的筛子过筛；(4)烧结成型：根据需要产品的尺寸参数，取步骤(3)所得产品，进行放电等离子烧结，所用的压力为20‑100MPa、温度为600‑1200℃，在最高烧结温度保温时间为1‑60min，即得。